Расчёт центрифуги

Теоретическая скорость центробежного осаждения равна

ν _цт = ν ₀ ·к_ц,

где ν _о – скорость гравитационного осаждения;

к_ц – фактор разделения;

к_ц = ,

где w – угловая скорость вращения центрифуги;

R_о – внутренний радиус кольцевого слоя суспензии.

Скорость осаждения в гравитационном поле:

ν _о = g ·d² (ρ _ч- ρ _с) / (18μ)– для ламинарного режима;

ν _о = 5, 45 – для турбулентного режима.

Действительная скорость стеснённого осаждения

ν _ц = ν _цт · λ · φ,

где λ – коэффициент стеснения;

φ – коэффициент формы.

Рисунок 4.1 – Отстойная центрифуга полунепрерывного действия

Теоретическая производительность центрифуги

V_c= F_о ·ν _ц,

где F_о – площадь поверхности зеркала суспензии в барабане.

F_о = 2π ·R_о ·L,

где L – длина барабана.

Действительная производительность центрифуги

V_д = V_c· к,

где к – коэффициент использования центрифуги

к = = ,

где – продолжительность непрерывной работы центрифуги при подаче суспензии;

– общее время работы центрифуги;

– время, затрачиваемое на разгрузку осадка.

Продолжительность непрерывной работы центрифуги зависит от объёма грязевого пространства

,

где R – внешний радиус центрифуги;

– плотность осадка, накапливающегося в грязевом пространстве;

– теоретическая производительность центрифуги по осадку.

Плотность осадка

,

где – содержание твёрдых частиц в осадке в долях по массе.

Производительность центрифуги по осадку

,

где – производительность центрифуги по продукту (осветлённой жидкости);

, – массовая концентрация твёрдых частиц в исходной суспензии и осветлённой жидкости.

 

Пример

Определить массовую производительность осадительной центрифуги для водной суспензии с минимальным размером частиц 5 мкм и их плотностью 2000 кг/м³ при температуре суспензии 30º С, если диаметр барабана центрифуги равен 800 мм, длина барабана – 400 мм, диаметр борта – 570 мм, частота вращения – 1200 мин^-1. Начальная концентрация суспензии составляет 5% по массе. Концентрация частиц в осадке составляет 96%, а в осветлённой суспензии– 0, 2% по массе. Время, затрачиваемое на разгрузку осадка – 2 мин.