- •Лекции по дисциплине «Машины химических производств» для студентов специальности 240801 «Машины и аппараты химических производств».
- •Часть 1 (32 лекционных часа)
- •Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации…………………………
- •Сыпучие материалы, их физико-механические свойства
- •Машины для дробления сыпучих материалов……….
- •Машины для помола материалов……………
- •Машины для классификации сыпучих материалов………..
- •Список литературы……………………..
- •Для заметок……..
- •Список литературы………………
- •Дозаторы…………………
- •Контрольные вопросы по теме «Питатели и дозаторы для сыпучих материалов …………………………………..
- •Список литературы……………………………. Аннотация
- •Контрольные вопросы по теме «Химическое оборудование, его классификация, особенности его эксплуатации»
- •Сыпучие материалы, их физико-механические свойства.
- •Свойства сыпучих материалов.
- •Гранулометрический состав.
- •Основные физические характеристики сыпучих материалов.
- •Силы взаимодействия между частицами сыпучего материала – силы аутогезии.
- •Механические свойства сыпучих материалов и характеризующие их параметры.
- •Физические и теоретические основы процессов измельчения твердых тел.
- •Основные способы измельчения твердых тел (рис. 4):
- •Основные стадии дробления и измельчения.
- •Стадии измельчения
- •Теории измельчения.
- •Контрольные вопросы по теме «Сыпучие материалы, их физико-механические свойства».
- •Машины для дробления сыпучих материалов Общая классификация дробилок.
- •Щековые дробилки.
- •Область применения.
- •Усреднённый гранулометрический состав дроблённого продукта дробилок крупного дробления
- •Принцип действия и классификация:
- •Особенности конструкции дробилок со сложным движением щеки – щдс.
- •Конструкционные материалы деталей и сборочных единиц щековых дробилок.
- •Основные расчеты щековых дробилок.
- •Конусные дробилки. Область применения, принцип действия и классификация.
- •Конструкции дробилок.
- •Конструкционные материалы, используемые для изготовления деталей и сборочных единиц конусных дробилок.
- •Основные расчеты конусных дробилок.
- •4. Определение n – числа оборотов для дробилок ксд и ксм с пологими конусами.
- •Валковые дробилки.
- •Конструкция.
- •Материалы, используемые для изготовления деталей и сборочных единиц валковых дробилок.
- •Основные расчеты валковых дробилок.
- •Дробилки ударного действия.
- •Основные расчеты дробилок ударного действия.
- •Классификация барабанных измельчителей по различным критериям.
- •Однокамерная барабанная шаровая мельница мокрого помола.
- •Расчет барабанных измельчителей.
- •Измельчители раздавливающего и истирающего действия.
- •Шаро-кольцевые измельчители.
- •Роликомаятниковые измельчители.
- •Ударные, вибрационные и струйные измельчители.
- •Новые и перспективные методы измельчения материалов.
- •Контрольные вопросы по теме «Машины для измельчения материалов».
- •Машины для классификации сыпучих материалов.
- •Механические способы классификации.
- •Основные показатели процесса грохочения.
- •Основные типы грохотов.
- •Выбор схемы дробления с использованием грохочения.
- •Конструкции просеивающих элементов.
- •Закономерности процесса грохочения.
- •Последовательность выделения классов при грохочении.
- •Конструкции плоских качающихся и инерционных (вибрационных) грохотов.
- •Технологический и динамический расчеты инерционных грохотов.
- •Воздушная сепарация (классификация) сыпучих зернистых материалов.
- •Принципиальные схемы воздушных сепараторов.
- •Конструкции воздушных сепараторов.
- •Контрольные вопросы по теме «Классификация».
- •Смесители сыпучих материалов. Процессы смешивания. Классификация смесителей.
- •Контрольные вопросы по теме «Смесители зернистых сыпучих материалов».
- •Фактор разделения.
- •Классификация центрифуг.
- •Производительность осадительных центрифуг.
- •Производительность фильтрующих центрифуг.
- •Силовые факторы в элементах вращающегося ротора.
- •Механические колебания в центрифугах.
- •Уравновешивание вращающихся масс.
- •Энергетический расчет.
- •Область применения.
- •Рабочий цикл центрифуг периодического действия.
- •Производительность центрифуг периодического действия.
- •Конструкции центрифуг периодического действия. Вертикальные малолитражные центрифуги с нижним приводом.
- •Маятниковые центрифуги.
- •Подвесные центрифуги.
- •Подвесная саморазгружающаяся фильтрующая центрифуга фпс с гравитационной выгрузкой осадка.
- •Подвесная фильтрующая полуавтоматическая центрифуга периодического действия фпн с механической выгрузкой осадка с помощью специального ножа.
- •Горизонтальные автоматизированные центрифуги фгн и огн с ножевой выгрузкой осадка.
- •Центрифуги непрерывного действия.
- •Фильтрующие центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка типа фвш и фгш.
- •Горизонтальные осадительные центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка, тип огш.
- •Горизонтальные фильтрующие центрифуги непрерывного действия с пульсирующей выгрузкой осадка (фгп).
- •Непрерывнодействующие фильтрующие вибрационные центрифуги с вертикальным (фвв) и горизонтальным (фвг) расположением ротора.
- •Фильтрующие лопастные центрифуги с центробежной выгрузкой осадка.
- •Прецессионные центрифуги.
- •Жидкостные центробежные сепараторы, трубчатые центрифуги. Область применения сепараторов и трубчатых центрифуг.
- •Классификация жидкостных центробежных сепараторов по технологическому назначению.
- •Условные обозначения жидкостных центробежных сепараторов.
- •Конструктивные схемы жидкостных центробежных сепараторов различных типов и их приводов.
- •Конструкции сепараторов различных типов. Однокамерные сепараторы периодического действия.
- •Многокамерные сепараторы периодического действия.
- •Саморазгружающиеся тарельчатые сепараторы непрерывного действия.
- •Осветляющий тарельчатый саморазгружающийся сепаратор с непрерывной сопловой выгрузкой шлама.
- •Трубчатые центрифуги (сверхцентрифуги).
- •Приложение 2 Расчёт роторов центрифуг на прочность.
- •1. Предварительные сведения о комплексном (безмоментном и моментном) расчете тонкостенных осесимметричных оболочек вращения.
- •2. Прочностной расчет роторов центрифуг и жидкостных сепараторов с учетом краевых напряжений.
- •Числовые примеры расчета на прочность роторов центрифуг.
- •Фильтры для жидкостей. Общие положения, классификация фильтров.
- •Оценка скорости процессов фильтрования.
- •Основные режимы работы фильтров.
- •Работа фильтров при постоянном давлении.
- •Работа фильтров в режиме постоянной скорости.
- •Режим промывки осадка.
- •Определение общей продолжительности рабочего цикла фильтров периодического действия.
- •Классификация фильтров.
- •Конструкции фильтров. Фильтр-прессы рамные и камерные.
- •Камерный фильтр-пресс (конструкция).
- •Фильтр-прессы, оборудованные диафрагмами.
- •Фильтр-пресс автоматизированный камерный типа фпакм.
- •Фильтр-пресс автоматизированный камерный типа фамо.
- •Фильтр-пресс с бумажной лентой типа мб.
- •Листовые фильтры, работающие под давлением.
- •Ячейковые барабанные вакуум-фильтры.
- •Конструкция барабанного вакуум-фильтра с наружной фильтрующей поверхностью.
- •Барабанный вакуум-фильтр с внутренней фильтрующей поверхностью.
- •Конструкция дискового вакуум-фильтра.
- •Ленточные вакуум-фильтры.
- •Вакуум-фильтры карусельные. Принцип действия. Область применения.
- •Конструкция ковша.
- •Ленточные фильтрпрессы.
- •Механические расчеты фильтров. Фильтр-прессы.
- •Листовые фильтры под давлением.
- •Вакуум-фильтры барабанные.
- •Мощность привода вращающихся вакуум-фильтров.
- •Вопросы для самопроверки по теме «Фильтры».
- •Общие сведения.
- •Классификация и конструкции основных типов питателей.
- •Питатели без движущегося рабочего органа. Гравитационные питатели.
- •Устройство для разгрузки мелкодисперсных сыпучих материалов с низкой газопроницаемостью слоя частиц.
- •Аэрационные питатели.
- •Камерные питатели.
- •Объемные питатели с вращающимся рабочим органом.
- •Модификации винтовых питателей.
- •Шлюзовые (секторные) объемные питатели типа ш1.
- •Тарельчатые объемные питатели типа т1.
- •Трубчатые питатели.
- •Питатели с вибрационным побуждением транспортирования сыпучего материала.
- •Ленточные питатели.
- •Лотковые питатели.
- •Качающиеся (маятниковые) питатели.
- •Дозаторы.
- •Классификация дозаторов.
- •Вопросы для самопроверки по теме «Питатели и дозаторы для сыпучих материалов».
Саморазгружающиеся тарельчатые сепараторы непрерывного действия.
Принято считать, что на современном этапе развития химической производств наиболее перспективными являются саморазгружающиеся сепараторы непрерывного действия. При необходимости они могут работать и в режиме периодического действия. Следует иметь ввиду, что сепараторы непрерывного действия рано или поздно приходится останавливать для очистки внутреннего пространства и внутренних устройств от различного рода загрязнений, ухудшающих процессы центробежного осветления и разделения.
Саморазгружающиеся сепараторы с учётом конструктивных особенностей их разгрузочных устройств, определяющих характер выгрузки осадка, степень его влажности и технологический цикл процесса, можно разделить на три основные группы:
сепараторы с непрерывным отводом сгущенного осадка (вместе с частью жидкости) через сопла;
сепараторы с пульсирующим отводом осадка, выбрасываемого из ротора при перемещении подвижного элемента, периодически открывающего разгрузочные щели на периферии ротора;
сепараторы с непрерывно – циклическим отводом осадка, в которых последний отводится непрерывно в виде концентрата и периодически выбрасывается из ротора в виде жидкой пасты при открытии разгрузочных щелей и каналов.
Саморазгружающиеся сепараторы как правило являются тарельчатыми высокоскоростными осадительными центрифугами, в роторах которых жестко коаксиально установлен пакет тонкостенных вставок, имеющих форму усеченных осесимметричных конусов и образующих между собой тонкие параллельные зазоры. По этим зазорам тонкими слоями перемещается в ламинарном режиме разделяемая жидкость (в зависимости от конструкции сепаратора либо суспензия, либо эмульсия, либо многофазная гетерогенная система), см. также схемы на рис.182.1. Количество тарелок в зависимости от типа и назначения сепаратора может изменяться в пределах от 30 до 200 единиц. Угол между образующей тарелок и осью вращения ротора обычно находится в пределах 35 – 450, что обусловлено необходимостью превышения этого угла над углом трения частиц о поверхность тарелок. Зазор между тарелками применяют по возможности минимальный в пределах 0.4 - 2.0мм. Конструктивно такой зазор обеспечивается с помощью либо шипов (выступов), либо с помощью приварных рёбер в количестве 6 или 8 на каждую тарелку и направленных вдоль образующей тарелок. В подобных машинах можно реализовать разнообразные технологические процессы центробежного разделения жидких гетерогенных систем на составляющие компоненты, отличающиеся по плотности или по размерам частиц дисперсной фазы. Это осветление или сгущение суспензий, разделение эмульсий или многокомпонентных гетерогенных систем, концентрирование дисперсной фазы, классификация частиц полидисперсных систем по размерам и т.п. Не касаясь детального описания весьма сложной гидродинамической обстановки взаимодействия частиц дискретной фазы с потоками дисперсионной среды во вращающихся межтарельчатых зазорах, экспериментальное и теоретическое исследование которой в настоящее время ещё на завершено, качественно опишем характер движения частиц дисперсной фазы в межтарельчатом пространстве. Процесс выделения частиц дисперсной фазы в тонкослойных конических осесимметричных зазорах вращающегося пакета тарелок (независимо от типа ротора тарельчатого сепаратора) осуществляется под воздействием двух составляющих скорости частиц: скорости движения частицы в вязкой жидкой среде под действием центробежного поля в радиальном направлении и скорости переносного движения потока в данном сечении зазора между тарелками. Истинная скорость и направление движения частицы определяются векторной суммой указанных составляющих скорости. При этом, если плотность частицы дискретной фазы больше плотности дисперсионной среды, то частица, войдя в межтарельчатый зазор(например, как это показано на рис.182.1а), начинает перемещаться в нем по направлению к нижней поверхности вышележащей конусной тарелки и достигнув ее, направится под действием центробежной силы к периферийному участку тарелки. Выйдя из пакета тарелок, частица завершает свое движение в шламовом пространстве ротора, т.е. в пространстве, ограниченном мысленной соосной цилиндрической поверхностью, касающейся внешних кромок пакета тарелок и внутренними коническими поверхностями крышки и днища ротора сепаратора. Понятно, что внутреннее кольцевое осесимметричное шламовое пространство является периферийным, т.е. находится на максимальном (для данного ротора) удалении от оси вращения.
Аналогичный процесс происходит при выделении дисперсных частиц, имеющих меньшую плотность по сравнению с дисперсной средой. Но в этом случае такие частицы отводятся в осевом направлении в отводящие наружные каналы тарелкодержателя, а более плотная дисперсионная среда перемещается в периферии ротора(например, как это показано на рис.182.1б).
Рассмотрим типовые конструкции саморазгружающихся тарельчатых сепараторов в соответствии с приведенной выше классификацией таких сепараторов по принципу устройства их разгрузочных устройств. Отметим предварительно, что основные функциональные узлы таких сепараторов (станины, привода, опоры консольных валов, системы смазки и т.д.) в основном идентичны, поэтому подробнее рассмотрим лишь различия в конструкции роторов, особенно в части устройства разгрузочных систем.