13
ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА ВРАЩЕНИЯ РОТОРА С МЕМБРАННЫМИ
ФИЛЬТРАМИ НА СТЕПЕНЬ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ
Ибрагимов М.С., Юльчиев Р.А., Усманов Б.С., Алланазаров Р.
ТХТИ
Разделение веществ с помощью центрифугирования основано на
разном поведении
частиц в центробежном поле. В центробежном поле частицы, имеющие различную
плотность, форму и размеры, осаждаются с разной скоростью. Согласно классификации
аппараты для центрифугирования делятся на осадительные и фильтрующие центрифуги [1].
Процесс центрифугирования подразделяется на следующие виды[1-4]:
-
дифференциальное центрифугирование, основано на
различиях в скорости
седиментации частиц, отличающихся друг от друга размерами и плотностью;
-
зонально-скоростное или s-зональное центрифугирование, заключающееся в
наслаивании исследуемого образца на поверхность раствора с непрерывнымградиентом
плотности;
-
изопикническое центрифугирование, основано на
разделении как в градиенте
плотности, так и обычным путем;
Создание центрифуг обусловлено стремлением повысить скорость разделения
неоднородных систем в поле центробежных сил, по сравнению со скоростью разделения
этих систем в отстойниках или фильтрах. Поэтому, целесообразно
оценить в общем виде
отношение величины центробежной силы к величине силы тяжести.
Центробежная сила развиваемая центрифугой вычисляется по формуле [1,4]:
С
=
𝐺𝑟𝑛
2
900
где С-центробежная сила, Н; G- масса вращающегося тела, кг; r - радиус ротора, м; n-
число вращения ротора, об/мин.
Центробежное фильтрование происходит с образованием или без образования осадка
на фильтровальной перегородке, а также при одновременном протекании в ее зонах обоих
процессов. Наиболее эффективно получение осадков с минимальной влажностью. Процесс
принято делить на 3 периода: образование осадка, удаление из него избыточной жидкости и
удаление
жидкости, удерживаемой межмолекулярными силами (механическая сушка
осадка). Первый период охватывает центробежное осаждение и фильтрование через слой
образовавшегося осадка. Для расчета процесса используют закон Дарси-Вейсбаха. Второй и
третий периоды зависят от большого числа факторов, связанных с уплотнением осадка,
формой его поровых каналов и др.
Для определения оптимальных режимных параметров
процесса центрифугирования
проведены экспериментальные исследования по влиянию числа оборотов и радиуса ротора
на величину центробежной силы и конечную влажность материала. На рис. 1 приведен
график зависимости числа оборотов ротораnот центробежнойсилы С. Видно, что с
увеличением числа оборотов наблюдается резкое возрастание центробежной силы. Так, при
n=1200 об/мин и радиусе r=0,15 м, значение С=239 Н; при n=2000 об/мин величина С=664 Н
и при n=2880 об/мин - С=1377 Н. Как видно, с ростом числа оборотов с 1200 до 2880 об/мин
центробежная сила возросла в 5,75 раза.
На рис 1. изображена зависимость разделения суспензии сильвинита калия в
производстве хлорида калия в центрифуге в виде графика функции C=f(n). Анализ графика
показывает, что с ростом значения числа оборотов ротора центрифуги разделение влажности
увеличивается.
Из
графика следует, что при разделении суспензии сильвинита калия в обычной
центрифуге с числом оборотов n=1040 об/мин влажность суспензии составляет 28,5%, при
14
0
1000
2000
3000
4000
10
20
30
40
С, %
n
,
об/мин
10
0
20
0
30
0
40
0
0
300
0
600
0
900
0
1200
0
1500
0
ɷ,с
-1
Ф
обороте n=2100 об/мин это значение равно 16,9%. В случае роста числа оборотов ротора до
n=3300 об/мин влажность суспензии уменьшится до 4,8%.
Рис. 1. Зависимость разделения влажности Рис. 2. График зависимости фактора
от числа оборотов центрифуги. разделения от угловой скорости
●
– обычная;
▲
–
с фильтрующей мембраной; вращения ротора.
■
–
с двойной фильтрующей мембраной.
При исследовании разделения суспензии в центрифуге с фильтрующей мембраной при
вышеуказанных значениях оборота ротора степень разделения возрастает до 2,5 раз, т.е.при
n=1040 об/мин влажность составит 25,1%, при обороте n=2100 об/мин это значение равно
12,8%, в случае роста числа оборотов ротора до n=2660 об/мин достигается максимальное
Do'stlaringiz bilan baham: 
