2) Показатели эффективности работы машины и способы ее повышения

При вращении барабана центрифуги и находящегося в нем материала возникает центробежная сила:

Одним из основных критериев оценки эффективности работы центрифуги является фактор разделения:

Фактор разделения показывает, во сколько раз центробежное ускорение, развиваемое в данной центрифуге, больше ускорения свободного падения. Чем больше фактор разделения, тем интенсивнее происходит процесс центрифугирования (исключение составляет центрифугирование легко сжимающихся осадков в фильтрующих центрифугах). Величина фактора разделения в современных центрифугах лимитируется условиями прочности и динамической устойчивости машины.

В зависимости от фактора разделения выделяют центрифуги нормальные (Ф < 3500) и сверхцентрифуги (Ф > 3500)

Т.о. из ф-лы, определяющей фактор разделения можем сделать вывод о том, что увеличение числа оборотов значительно влияет на эффективность работы центрифуги, а изменение геометрического параметра r – незначительно.

Однако фактор разделения Ф не является исчерпывающей характеристикой центрифуг и их способности к разделению неоднородных жидких систем. Для суждения об этой способности используют параметр ε , называемый индексом производительности центрифуги. Он определяется как произведение площади цилиндрической поверхности осаждения на фактор разделения:

ε = F ∙ Ф. для определения индекса производительности в ламинарном, переходном, турбулентном режиме существуют свои формулы. КПД:

3) Производительность, возможности ее регулирования и повышения. Расчет производительности фильтрующих центрифуг ведется по эмпирическим формулам, как и для процесса фильтрования, так например для ламинарного режима фильтрования можем вести расчет по ф-ле:

Где P –разность давления, S – площадь фильтр. перегородки, R_ос и R_ф.п. – сопротивление осадка и фильтр. перегородки соотв. μ – вязкость жидк фазы.

Т.о. V = f (P, S, μ, R).

С увеличением вязкости производительность центрифуги уменьшается, поэтому в некоторых случаях (если это допустимо) для уменьшения вязкости жидкости прибегают к ее нагреву.

Также для увеличения пр-ти можем увеличить поверхность фильтрования, или увеличить разность давлений, либо снизить сопротивление фильтрующей перегородки (применение новейших материалов и т.д.). сопротивление слоя осадка можем снизить путем его удаления.

4) Энергетические затраты на проведение процесса, направление их снижения

Энергетические затраты определяются величиной потребляемой мощности. Энергия в центрифугах тратится на: вращение ротора, преодоление трения ротора о воздух, трение в подшипниках, срез осадка.

К направлениям снижения энергетических затрат можем отнести:

С целью снижения пускового момента и энергии, затрачиваемой на его преодоление запуск центрифуги осуществлять на холостом ходу и подавать суспензию после полного разгона центрифуги. Применение материалов, с как можно меньшим коэф. трения и др.

5) Оптимальная скорость движения рабочих органов

Для центрифуг характерно наличие некоторого эксцентриситета масс загруженного ротора относительно оси вращения. Это вызвано как неидеальной балансировкой ротора, так и не вполне симметричным распределением осадка в роторе. При вращении вала с ротором наличие эксцентриситета масс вызывает появление соответствующей центробежной силы, которая вызывает деформацию вала. Возникают периодические биения вала. В том случае, когда частота этих биений совпадает с собственной частотой колебания вала возникает резонанс. Соответствующее моменту резонанса число оборотов вала называется критическим. Для хорошей работы центрифуги рекомендуется: w_раб > (5-6)w_кр. Что соотв. зоне работы гибких валов. Если говорить о численном значении частот вращения рабочих органов, то они определяются для каждого конкретного случая разделения неоднородных систем и могут достигать десятков и даже сотен тысяч об/мин. Скорость вращения фильтрующих центрифуг обычно колеблется в пределах от 600 до 3600 об/мин.