3.2. Розрахунок відстойної центрифуги

Швидкість осадження в центрифугах визначається по тим же закономірностям, що діють на частинку пила в циклоні. Режим руху також залежить від Аr і Rе.

1).Знаходиться критерій Архімеда

Ar,Фr, ( Ar,Фr,)

2).Визначається режим руху

Re=f(Ar,Фr,)

3).Визначається швидкість осадження.

W=f(Re)

Фактор розділення визначається з рівнянням (3.1.6)

(3.2.2)

де

В важаємо,що V_заг=0,5V_б;

Після наступних перетворень:

Швидкість осадження величина змінна,бо змінюється місцеположення (r) частинки,що осідає,тому

Для ламінарного режиму:

З

(3.2.3)

(3.2.4)

відки знаходимо час осадження

Отже,час осадження для ламінарного режиму в центрифугах знаходять з наступного виразу:

(3.2.5)

З.З.Центробіжне фільтрування

Розрахунок фільтруючих центрифуг

Експериментальне дослідження лро'цвсів центробіжного фільтрування показує (рис.3.3.1), що швидкість фільтрування змінюється з часом. Характер зміни швидкості дозволяє розділити процес на три періоди: 1) утворення осаду (власне фільтрування), 2)ущільнення осаду, 3)"механічна сушка" осаду.

Рис.З.3.1. Зміна швидкості фільтрування на фільтруючих центрифугах.

Д

(див Рис.3.3.2)

ля першого періоду можна застосувати встановлені в розділі 2.1. закономірності кінетики фільтрування. В даному випадку тиск визначається відцентровою силою, котра змінюється зі зміною радіусу. Відцентрову силу, що діє на масу елементарного кільця суспензії об'ємом

М

(3.3.1)

ожна виразити так:

д е dm- маса елементарного кільця;

r- радіус кільця;

w - колова швидкість обертання кільця;

n/30 - кутова швидкість обертання кільця; п - число обертів в хвилину.

Масу елементарного кільцяможна розрахувати за формулою:

dm=Fdr (3.3.2)

де р густина суспензії, а тиск на шар, який розвивається відцентровою силою, прикладеною до кільця, за формулою:

Т

(3.3.3)

иск на фільтруючу перетинку, що розвивається цією масою суспензії в барабані, знайдемо інтегруванням останнього рівняння в межах r₂-r₁

д е r₁ і r₂ - відповідно зовнішній і внутрішній радіуси шару суспензії в центрифузі.

Знаючи розвиваючий відцентровою силою на фільтруючу перетинку тиск, з виведених раньше рівнянь (2.2.15) і (2.2.7) можна знайти тривалість фільтрування:

(3.3.4)

Перше рівняння відповідає випадку центрифугування, коли осад практично миттєво утворюється в результаті відцентрового осадження, друге - випадку, коли кількість утвореного осаду пропорційна кількості отриманого фільтрату.

Фільтруючу поверхню центрифуг звичайно розраховують як середню за формулою

F=Hr₁-r₂) (3.3.5)

Для другого і третього періодів центрифугування не знайдено аналітичних залежностей, що задовільно виражають швидкість фільтрації. Приблизно тривалість процесу може бути розрахована за р

(3.3.6)

івнянням:

де X _п- початкова волога осаду,

Хк - кінцева волога осаду,

а,Ь- константи, що визначають дослідним шляхом.

У зв'язку з невеликою точністю розрахунку тривалість відцентрового фільтрування за звичай знаходять дослідним шляхом.

Рис.3.3.2. До визначення тиску при фільтруванні під дією відцентрової сили.