Отстойные центрифуги

Производительность (по питанию) отстойных центрифуг с ножевым съемом осадка рассчитывают также по экспериментальным данным, полученным при центрифугировании суспензии на лабораторной модели машины.

Площадь поверхности зеркала суспензии

лабораторной модели:

, (22)

промышленной центрифуги:

, (23)

в этих выражениях и - радиус цилиндра ротора соответственно лабораторной модели и промышленной центрифуги; -длина цилиндра ротора соответственно лабораторной модели и промышленной центрифуги. Производительность промышленной центрифуги по питанию:

, (24)

где h = 0,4- показатель эффективности работы машин, т.е. отношение действительной производительности центрифуги к теоретической; Vл - производительность по питанию лабораторной модели центрифуги, при которой достигается заданный унос твердой фазы фугатом.

Энергетический расчет отстойных центрифуг аналогичен приведенному выше для фильтрующих машин.

Автоматические центрифуги с ножевым съемом осадка (фильтрующие)

Производительность фильтрующих центрифуг можно определить по зависимостям, используемым для расчета производительности фильтров. Однако успешное применение этих уравнений связано с экспериментальным определением ряда величин в условиях центробежной фильтрации. Несколько надежнее и проще методика расчета, основанная на использовании результатов исследований на лабораторной модели центрифуги. По результатам предварительного исследования на лабораторной модели подсчитывают необходимую продолжительность цикла центрифугирования:

, (25)

где t - время центрифугирования, необходимое для достижения заданной влажности осадка; t _в - продолжительность выгрузки осадка.Кроме того, находят полное время цикла центрифугирования:

, (26)

здесь t _ср -продолжительность среза (выгрузки) осадка, обычно

По данным технических характеристик выбранной машины и лабораторной модели подсчитывают производительность в м³/ч промышленной центрифуги (обозначения с индексом "л" относятся к лабораторной центрифуге, остальные к промышленной):

, (27)

где Vл- производительность, м³/ч; D и D1- внутренний диаметр ротора, м; L и l- внутренняя длина ротора соответственно промышленной и лабораторной центрифуги, м; Фр и Фрл - фактор разделения; Vп и Vпл - полезный объем ротора, м³; t ₁ и t _1л - продолжительность питания лабораторной центрифуги при постоянном давлении фильтрации, мин.

Объемную массу в кг/м³ разделяемой суспензии можно определить по формуле:

, (28)

здесь r ₁ и r ₂ -плотность соответственно твердой фазы и жидкости, кг/м³; Вс- концентрация твердой фазы в суспензии в % масс.

Объемная масса осадка, кг/м³ :

, (29)

где bк - конечная влажность осадка в % масс.

Тогда объемная доля жидкой фазы в суспензии:

, (4.40)

а объемная доля жидкой фазы во влажном осадке:

, (4.41)

Отношение рабочего (полезного) объема V_п к полному объему ротора V_б:

, (30)

где d₀ - внутренний диаметр кольцевого днища.

Мощность в кВт, затрачиваемая на сообщение кинетической энергии обрабатываемой суспензии:

, (31)

y ₁ - коэффициент заполнения осадком рабочего объема ротора; t - продолжительность загрузки, с.

Масса осадка, находящегося в роторе центрифуги:

, (32)

Масса ротора с загрузкой:

, (33)

где Gр- масса незагруженного ротора.

Мощность в кВт, затрачиваемая на преодоление трения в подшипниках:

, (34)

здесь f = 0,01- коэффициент трения; d_ц- диаметр цапф вала, м; Р- динамическая нагрузка на подшипники, Н; w - угловая скорость, 1/с. Нагрузка на подшипники слагается из веса загруженного ротора и динамических сил неуравновешенности вращающихся масс. Величина неуравновешенности (или дебаланса) загруженного ротора зависит от начальной неуравновешенности ротора и степени неравномерности распределения осадка на поверхности ротора. Величина неуравновешенности, вызванной неравномерным распределением осадка зависит от свойств суспензии, способа питания равномерности поступления суспензии в ротор, постоянства концентрации суспензии и т.д. В связи с этим неуравновешенность ротора нельзя учесть заранее.

Динамическую нагрузку на подшипники в Н определяют по формуле:

, (35)

где Q- статическая нагрузка на подшипники от веса загруженного ротора, Н.

Мощность в кВт, затрачиваемая на преодоление трения ротора и суспензии о воздух:

, (36)

где r _в- плотность воздуха, кг/м³ ; L₁ -наружная длина ротора, м; r-внутренний радиус кольцевого слоя суспензии, м; R₁- наружный радиус ротора, м.

Толщина слоя осадка:

, (37)

здесь r_ос- внутренний радиус осадка, м, -объем осадка, м³.

Мощность в кВт,.затрачиваемая на срез осадка:

, (38)

где b- длина режущей кромки ножа, м; К=0,4 Н/мм² - удельное сопротивление резанию; t _ср -время среза, с.

Таким образом, мощность, необходимая для нормальной работы центрифуги, составляет:

во время загрузки:

, (39)

во время среза осадка:

, (40)

Мощность, затрачиваемую центрифугой во время холостого хода, подсчитывают по уравнению:

, (41)

где - мощность, затрачиваемая на трение в подшипниках при незагруженном роторе.

Дата добавления: 2014-01-07