- •Внешняя задача гидродинамики Движение тел в жидкостях
- •Сопротивление движению тел
- •Осаждение частиц под действием силы тяжести
- •Движение жидкости через неподвижные зернистые и пористые слои
- •Гидродинамика кипящих (псевдоожиженных) слоев
- •Гидродинамика двухфазных потоков
- •Барботаж
- •Пленочное течение жидкостей
- •Разделение неоднородных систем
- •Разделение жидких систем Материальный баланс процесса осветления (разделения)
- •Отстаивание
- •Коагуляция частиц дисперсной фазы
- •Типы отстойников
- •Расчет отстойников
- •Фильтрование
- •Уравнение фильтрования
- •Производительности фильтров
- •Фильтровальные перегородки
- •Устройство фильтров
- •Расчет фильтров
- •Центрифугирование
- •Фактор разделения
- •Процессы в центрифугах
- •Устройство центрифуг
- •Разделение газовых систем
- •Характеристика различных способов
- •3. Отражательная перегородка. 4. Дверцы для очистки.
- •Электрическая очистка газов Физические основы процесса
- •Устройство электрофильтров
- •Коагуляция взвешенных-
- •Перемешивание в жидких средах
- •Способы перемешивания
- •Механическое перемешивание
- •Мощность мешалки
- •Выбор числа оборотов мешалки
- •Конструкции мешалок
- •Пневматическое перемешивание
- •Схемы процессов
Устройство фильтров
Классификация:
-
периодического и непрерывного действия;
-
под вакуумом и под давлением;
-
с противоположным (1800), совпадающим (00) и перпендикулярным (900) направлением силы тяжести и давления фильтрата.
Расчет фильтров
-
Периодически действующие.
Определяют производительность фильтра с заданной или выбранной поверхностью фильтрования и устанавливают число фильтров, обеспечивающих работу установки.
Пусть отсутствует продувка и промывка осадка, ∆р=const.
-
Определяют по уравнению продолжительность основных операций:
(59)
-
По уравнению, выбрав S
(60)
определяют V за 1 цикл;
-
Общее число циклов в сутки:
(61)
-
Число циклов работы одного фильтра в сутки:
(62)
-
Определяют необходимое число фильтров
(63)
Центрифугирование
Это разделение неоднородных систем в поле центробежных сил с использованием сплошных или проницаемых для жидкости перегородок.
Аппараты – центрифуги. Суспензия разделяется на осадок и фугат.
В отстойных центрифугах центробежные силы заменяют силу тяжести, в фильтрующих – разделение происходит на перфорированных перегородках, разность давлений заменяется действием центробежных сил.
Разделение эмульсий на центрифуге называется сепарацией, аппарат – сепаратором.
Расчет центрифуг сложен, наиболее достоверные результаты получают в результате опытов. Однако выработаны методики определения оптимальной работы центрифуг.
Фактор разделения
Сравним ускорения в гравитационном поле и поле центробежных сил, т.к. силы, действующие на тело постоянной массы будут им пропорциональны.
Отношение центробежного ускорения к ускорению свободного падения называют фактором разделения:
(64)
Центробежная сила определяется:
(65)
w – окружная скорость вращения, м/с;
r – радиус вращения, м.
w – угловая скорость, рад/с;
n – частота вращения, об/мин.
Для тела весом 1 н (G=1 н) фактор разделения равен:
(66)
Таким образом, для повышения эффективности разделения более выгодно увеличивать число оборотов ротора, а не радиус.
Процессы в центрифугах
Отстойные центрифуги.
Процесс существенно отличается от осаждения в отстойниках из-за увеличивающейся поверхности осаждения по мере удаления от оси и периферии центрифуги.
Разделяющая способность оценивается по индексу производительности ∑.
(66)
В ламинарном режиме:
(67)
F – поверхность осаждения;
r0 – радиус свободной поверхности жидкости.
В переходном режиме:
(68)
В турбулентном режиме:
(69)
Производительность центрифуг меньше, чем расчетная (скорость жидкости < скорости ротора, наличие вихрей, взмучивающих частицы и пр.).
Разница учитывается коэффициентом эффективности:
(70)
- определяется опытным путем.
Фильтрующие центрифуги также характеризуются индексом производительности и коэффициентом эффективности.
Устройство центрифуг
Классификация:
-
нормальные (Кр<3500);
-
сверхцентрифуги (Кр>3500, тонкие суспензии, эмульсии).
Нормальные – отстойные и фильтрующие.
Сверхцентрифуги – трубчатые (для тонкодисперсных суспензий) и жидкостные сепараторы.
По расположению оси вращения центрифуги делятся на вертикальные, наклонные и горизонтальные. В зависимости от выгрузки осадка – на периодические и непрерывные.
V-29 – подвесная;
V-33 – центрифуга с инерционной выгрузкой осадка;
V-34 – жидкостный сепаратор.