Розділення сумішей в полі відцентрових сил

Визначення швидкості осадження

Осадження під дією відцентрової сили використовують для розділення пилу, суспензій і емульсій. Для здійснення цього процесу до частинок, що осаджуються необхідно прикласти відцентрові сили, що досягається введенням розділюючого потоку в поле відцентрових сил.

Для створення поля вихрових сил в техніці використовують два метода:

1) забезпечують обертальний рух потоку рідини (газу) в нерухомому апараті. В цьому випадку відбувається циклонний процес.

2) потік направляють в апарат,що обертається, де продукти, що обробляються обертаються разом з аратом. В цьому випадку відбувається відстійне| центрифугування.

Фізична суть процесу осадження під дією відцентрової сили полягає в тому,що в потоці,що обертається на завислу частинку діє відцентрова сила,що направляє її до периферії від центра по радіусу зі швидкістю, рівній швидкості осадження w0(Рис. 2.5.1),та колова швидкість потоку, що несе частинку wr. Частинка рухається з результуючою швидкістю сор по траєкторії аЬс і осаджується на стінках апарату. Процес осадження відбувається під дією відцентрової сили

(2.5.1)

де m - маса частинки;

r - радіус обертання частинки.

Рис. 2.5.1. До фізичної суті процесу осадження частинки під дією центробіжної сили

Для оцінки ефективності осадження під дією відцентрових сил порівняємо силу тяжіння і відцентрову силу. Сила тяжіння без урахування Архімедових сил:

(2.5.2)

Спів ставимо рівняння (2.5.1) та (2.5.2):

тобто відцентрова сила більша за силу тяжіння в w²_r/g×r раз.

(2.5.3)

Фактор розділення (або центробіжний фактор) - це відношення прискорення центр обіжної сили до прискорення вільного падіння:

Швидкість осадження завислих частинок в полі дії центр обіжних сил може бути виражена рівнянням (2.5.4), з котрого можна знайти тривалість осадження t ₀:

(2.5.4)

(2.5.5)

Як видно, швидкість осадження в даному випадку величина змінна і залежить від радіуса обертання частинки r.

При ламінарному русі тривалість осадження частинки діаметром d може бути визначена безпосередньо інтегруванням рівняння (1.8.5), а швидкість осадження сферичної частинки з рівняння:

	(2.5.6)

Замінивши у співвідношенні (2.5.6) колову швидкість кутовою w_r=w×r маючи на увазі, що v×r_P=m,

(2.5.7)

отримаємо:

(2.5.8)

Підставивши (2.5.7) в (2.2.5) і проінтегрувавши, отримаємо вираз для визначення часу осадження частинки під дією центробіжної сили при ламінарному русі:

Для випадку осадження частинок в газовому середовищі величиною р_р можна знехтувати, так як вона значно менша р₁, і її з формул (2.5.7) і (2.5.8) виключають.

Дата добавления: 2014-01-04