Rozdilennya

а). Для ламінарного режиму, колиRe 2:

де - в”язкість газу, Па*с; - кутова швидкість, рад/с:

б). Для перехідного і турбулентного режиму, колиRe 2:

де -коефіцієнтопорусередовищадляперехідногорежиму(500 Re 2)

13

Швидкість осаджування у відцентровому полі циклона можна визначитияк:

де r0 - радіус обертання, м.

При виконанні даних розрахунків потрібно попередньо задатися значенням Re, а потім перевірити її величину.

Ефективністьроботициклонавизначається коефіцієнтомйого корисної дії :

де СП,СК - початкова та кінцеваконцентрації пилу в газі.

33

8.3.3.Особливості процесурозділення тарозрахунок основних параметрів гідроциклонів.

Гідроциклони-є апаратидля розділення рідких неоднорідних систем. Завдяки таким властивостям як простота конструкції та обслуговування, невисока вартість, компактність апарату, відсутність рухомих частин, гідроциклонинабулиширокогопопиту. Зокрема, вони використовуються у крахмало-паточній промисловості для згущення кукурудзяної кашки та відокремлення від неї кукурудзяного зародку, розмиваннякрахмальногомолоказамістьспеціальнихрозмивних чанів, відокремлення піску з крахмальної суспензії, виділення крахмалю з крахмальногомолоказамістьцентрифуг:уцукровомувиробництві для розділеннясатураційнихсоків;дляочищеннятранспортерно-мийнихвод впереробних підприємствах.

Рис. 8.15. Схеми гідроциклонів.

а – принципова схема: 1 – нижній або шламовий патрубок; 2 – конічний корпус; 3 – циліндричний корпус; 4 – підвідний патрубок;

5– вихідний патрубок; 6 – зливний патрубок;

б– технологічна схема процесу;

в– пісковий гідроциклон: 1 – отвір для суспензії; 2,3 – циліндрична та конічна частини апарату; 4 – отвір для виведення згущеної маси

зпіском; 5 – виведення очищеної крахмальної суспензії; 6 – патрубок для подачі води; 7 – корпус другої камери; 8 – конічна частина корпусу другої камери; 9 – виведення піска у третю камеру.

34

Під час роботи гідроциклона (рис. 8.15) суспензія під тиском 0,2…0,3 МПа через патрубок 4 тангенціально спрямовується у циліндричну частинукорпуса3тадалі поспіралевиднійтраєкторіїрухаєтьсядонизу. Згущенийпродукт відводиться з апарату через шламовий патрубок 1. Внаслідок гвинтовидного руху периферійного потоку поблизу від осі циклона виникає зворотна течія освітленої рідини, що спрямована доверху та відводиться через патрубки 5 і 8.

Витрати суспензії через підвідний патрубок діаметром dП визначається як:

де kB - коефіцієнт витрати; С - густина суспензії; р - перепад тиску у циклоні; D -діаметрциклона; dП,dH -діаметри відповідно підвідногота нижньогопатрубків.

380 складає к=2,8*10-4 .

Енергетичні витрати на роботу гідроциклона визначають в залежностівіднеобхідноїпотужності насосадлязабезпеченнязаданої продуктивності ПС зпевнимтиском рідини.

Експериментально доведено ряд співвідношень, які рекомендуєтьсязастосовуватидляефективноїроботигідроциклонів:

dH/dЗ = 0,37…0,4; dП = (0,14…0,3)dЗ; dЗ = (0,2…0,167)D

де dЗ - діаметр зливного патрубка;

Кутконусностідлягідроциклонів-класифікаторівможнаприйняти= 200 , а для апаратів, в яких здійснюється згущення та освітлення суспензії = 10…150. З метою підвищення ефективності роботи гідроциклонівдоцільновикористовуватимультігідроциклони(рис.8.16).

35

Такі апарати аналогічно батарейним аероциклонам об”єднують групу мікроциклонів,щоексплуатуютьсяпаралельноодинодному.Суспензія підводиться по центральній трубі 4 та надходить одночасно до всіх мікроциклонів. Також паралельно відводяться до загальної камери продуктирозділення.

Інша конструкція гідроциклона - центриклон відзначається наявністю у циліндричній частині апарату ротора-крильчатки, що має окремийпривод.Подібнамашинастворює потужне відцентровеполе, під дією якого суспензія надходить до циклона.

Рис. 8.16. Схема мультігідроциклона.

а – схема окремого елементу апарата: 1 – втулка; 2 – кришка;

3– корпус; 4 – наконечник .

б– батарея мультігідроциклона: 1 – гумовий блок; 2 – металічний

корпус; 3 – мікроциклони; 4 – центральна підвідна труба; 5 – радіальні канали.

36

8.4.Машинидлярозділення сипучоїтадрібнокусковоїпродукції.

8.4.1.Сутність таособливості процесурозділення сипучихта дрібнокусковихтвердихнеодноріднихсистем.

Процес розділення сипучої або дрібнокускової продукції на фракції,яківідрізняютьсяпевнимифізико-механічнимиабоструктурними властивостями, називається класифікацією чи фракціонуванням. В залежності від особливостей технологічногопризначеннямаютьмісце трирізновидиданогопроцесу:просіювання,калібруваннятасортування, основні робочі органияких представлені нарис.8.17, рис.8.18.

Рис.8.17. Схеми калібровочних пристроїв.

а– стрічкового типу; б – вібраційної дії; в,г – барабанного типу;

1– збірний потік; 2 – плоска похила поверхня; 3 – обертальні перфоровані барабани; д – дискового типу: 1 – продукція;

2– обертальний корпусний диск; 3,4 – ребра; е – валикового типу;

ж– тросового типу: 1 – продукція; з – валико-стрічкового типу: 1 – ступінчаті валики; 2- стрічковий транспортер; и – шнекового

типу; к – конусного типу.

37

а– при розділенні за аеродинамічними властивостями:

1– аспіраційний канал; 2 – пневматична колонка; б – при розділенні за розмірами: 3,4 – ситові поверхні з продовгуватими та округлими отворами; 5 – триєр; в – при розділенні за станом поверхні:

6 – фрикційний сепаратор; 7 – електромагнітний сепаратор; г – при розділенні за формою виконавчих органів машин: 8 – гвинтовий сепаратор;9 – сито з трикутними отворами; д – при розділенні за щільністю маси продукції: 10 – пневматичний сортувальний стіл.

38

Просіюванняєпроцесочищеннясільськогосподарськоїсировини від небажаних домішків або некондиційного товару. Такий процес застосовується зокрема при просіюванні муки, цукру, очищенні від зайвихтілкоренеклубнеплодів.Просіюванняреалізуєтьсязадопомогою спеціальних сит, які можуть здійснювати зворотно-поступальний, обертальний,вібраційнийрух аболишатисянерухомими.

В залежності від способу виготовлення найбільш поширені такі

сита:

пробивні,щовиконуютьсязтонкоїлистовоїсталітамаютьштамповані отвори;

плетені або дротяні, що виготовляються з круглого металічного дроту;

тканеві, каркас яких складають нитки з шовку, капрона, нейлона, перлона;

Законструктивнимвиконаннямможна виділитиплоскі сита,які здійснюють зворотно-поступальний або вібраційний рух; барабанні, робочіорганиякихобертаютьсянавкологоризонтальноїчивертикальної осі або здійснюють рух по заданій траєкторії у вібраційному полі (рис.8.19). Сита можуть бути виконані також нерухомими; при цьому масапродукціїпереміщуєтьсявідноснонихзадопомогоюспеціального шнекового механізмуабо піддією кулачків (бил).

Рис. 8.19. Схеми барабанних сортувальних машин.

а–циліндричний зпохилоюповерхнею; б – з ексцентриковим приводом; в–з віброприводомсилового типу;

1– робоча зона; 2 – ексцентриковий привод; 3 – ситова поверхня; 4 – пружний елемент; 5 – приводний вал; 6 – дебаланс.

39

Пропускназдатністьситоцінюєтьсяпараметром,щоназиваєтьсяживим перерізомконструкції ,величинуякогоможнавизначитивзалежності від типусита(рис.8.20).Такдляпробивних ситданийпараметрскладає:

де S0 - площа отворів сита; S - загальна площа сита.

Для плетених та тканевих сит, що мають квадратну конфігурацію (рис. 8.20а):

D

де D - відстань між структурними елементами сита (дрота або пучка тканин); -товщинаструктурногоелементусита.

Увипадку прямокутноїконфігурації сита(рис.8.20б):

де D1 , D2 - відстані між структурними елементами сита у взаємоперпендикулярному напрямі; 1 , 2 - товщина структурних елементів сита,щорозташовані перпендикулярно одинодному.

Калібрування - є процес розділення сипучої або дрібнокускової неоднорідноїсистемина фракції,щовідрізняються своїми розмірами. Для здійснення даного процесу використовуються валико-стрічкові, тросові, шнекові, вагові та інші механізми. Зокрема валико-стрічкові машини призначені для калібрування кульковидної, зокрема плодоовочевоїпродукції.Прицьомумасапродукції,щопереміщуєтьсявздовж ступеневого валу, розділяється в залежності від розмірів щілин між валом та лотком. Плоди, ягоди, ядра бобів та горіхів, інша сипуча продукціярозділяєтьсянафракціїкалібрувальнимимашинамизметою запобіганнярозварюваннядрібнихфракційпритепловійобробціабодля підвищення якості обжарюваннясировини.

Сортуваннямназиваютьпроцесрозділеннятвердоїнеоднорідної системи як за розмірами, так і за формою та іншими фізикомеханічними властивостями, а саме: щільністю, коефіцієнтом зовнішнього тертя, пружністю тощо. Даний процес може здійснюватися у машинах відцентрового типу (наприклад, утриєрах); в ситових агрегатах, робочі

40

Рис.8.20. Схеми ситових поверхонь та їх основніпараметри .

а – штампована поверхня з продовгуватими та округлими отворами;

б– плетена або дротяна поверхня;

в– тканева поверхня.

органи яких складаються з набору сит, що розташовуються каскадно та відрізняються розмірами отворів; при переміщенні продукції у спеціальному середовищі, зокрема в електромагнітному полі, в повітряному або гідравлічному середовищі, під дією вібраційних або поверхнево-активних сил.Таквтриєрах(рис.8.21)присортуваннізерна частинкипродукціїпіддієювідцентрових сил розміщуютьсяукомірках, щомаютьспеціальнуформу.Взалежностівідформитарозмірівсипучих елементівздійснюєтьсяпроцесрозділення.Прицьомууламкизерна,а також округле насіння буряків випадають з комірок пізніше за продовгуваті нормальні зерна.

Магнітні сепаратори (рис. 8.22)внаслідок діїпостійних магнітів або електромагнітів дозволяють вилучити з сипучої масидомішки, які володіютьферомагнітнимивластивостями.

В електромагнітних сепараторах (рис. 8.23) частинки сипучої маси при зіткненні іззарядженим електродом абоз потоком іонів (при коронному розрядженні в повітряному середовищі) отримують електричний заряд. Тоді частинки, що володіють меншою електропровідністю,утримуютьсянаповерхні барабанатазнімаються щіткою,а частинки збільшоюелектропровідністю віддаютьсвійзаряд

41

барабану та скидуються відцентровою силою. Подібні машини застосовуються, зокрема, для розділення продуктів розмелювання зерна.

Рис. 8.21. Схема триєрного барабану.

а – конструктивна схема: 1 – вал; 2 – підшипниковий вузел; 3 – приймальний патрубок; 4 – циліндр; 5 – лоток; 6 – шнек; 7 – втулка; 8 – штурвал; 9 – станина;

б,в – схема роботи триєра для видалення довгих (б) та коротких (в) домішків.

В деяких переробних виробництвах (наприклад, дріжжевому) дляреалізаціїпроцесу розділення використовується явищефлотації. Такийпроцесоснованийнавиборчомуналипанні частинокнеоднорідної системидоповерхні розділу (рідина-повітряна бульбашка). Частинки, що налипли, виносяться з піною, а інші - осідають на днище судини.

42