химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

зана схема ротора тарельчатой центрифуги для разделения суспензий с непрерывной выгрузкой осадка. Суспензия, попадая через центральную полость в периферийную часть ротора, далее движется в пакете тарелок по направлению к оси ротора. При этом тяжелая фракция (осадок) отбрасывается центробежной силой к периферии ротора и удаляется через сопла, а легкая фракция (фугат) уходит через отверстия или кольцевую щель вблизи оси ротора.

При наличии трехкомпонентной неоднородной смеси или для разделения бинарной смеси на три фракции применяют центрифуги с ротором, схематически представленным на рис. V-3, е. Такую же схему, но без сопел в барабане имеет ротор центрифуги (сепаратора) для непрерывного разделения эмульсий.

Через сопла рассматриваемой центрифуги в случае разделения суспензий обычно уходит твердая фаза с высокой концентрацией жидкости. Этот недостаток может быть частично устранен путем возврата части остатка и его присоединения к потоку исходной суспензии (рециркуляции), как показано пунктирными линиями на рис. V-3, б.

Применение тарельчатых центрифуг (сепараторов) для разделения суспензий в периодическом рабочем режиме не рекомендуется, так как демонтаж ротора для его ручной очистки является весьма трудоемкой операцией.

2. Закономерности разделения суспензий

и нестойких эмульсии в осадительных центрифугах

Как уже отмечено, отношение ускорений движения частицы в центробежном и гравитационном полях равно фактору разделения. Таким образом, если пренебречь периодом ускоренного движения частицы, то для определения скорости осаждения в центрифугах можно воспользоваться уравнением для гравитационного осаждения (V.43), заменив в критерии Аг величину g центробежным ускорением wV:

С Reg-4 •^^-'^?V

Принимая для ламинарного режима ? = 24/Re и учитывая, что скорость движения частицы непрерывно возрастает, поскольку центробежная сила инерции увеличивается пропорционально ее

расстоянию от оси вращения, т. е. щ-, = -gj-> получаем;

Разделяя переменные и интегрируя в пределах от 0 до т и от /?! до /?2 (рис. V-4, а), находим продолжительность т осаждения частицы размером й:

т = [ 18цж/<Р (pt - рж) со2] In (R2IRt) (V.8a)

С другой стороны, если рабочий объем центрифуги равен я (Rl — Rt) Я, то т = Ы (Rl — R\) HWc, где Vc — производительность центрифуги по суспензии в единицу времени.

щ ш.

Ркс. V-4, К расчету центрифугальнога разделения суспензий.

(V.9)

V'c = Приравнивая два последних выражения, получаем: n^He(Rl-R\){^-Px)

18цж 1п Дг/Й!

Vc = 0,275

(V.10)

Аналогично находим для переходного режима (? == 10/Re0'6):

1 Рт — Рж \ \ Рж /

= 2,73

и для турбулентного режима (? = 0,44):

(V.11)

Рж

{R\-R\)H,r ^2(рт_рж) T.-VT. У

VRz-VRt

|.ж Re2

Формулы (V.9)—(V. 11) применимы только для приближенных расчетов, так как в центрифуге сопротивление жидкой среды всегда меньше центробежной силы инерции твердой частицы, и последняя движется с непрерывным ускорением. Следовательно, для определения скорости осаждения в центрифуге нужно базироваться на уравнении (V.la), в котором заменим g на ш2г и Л2 на uiRe2/p»:

d3 dw d3 , , „

(V.12)

210

dT 18 [1Ж

(V.8)

Решение последнего уравнения осложняется тем, что величина Re изменяется по мере удаления твердой частицы.от оси вращения, следовательно, изменяется также режим ее движения, а ? = / (Re). Для облегчения инженерных расчетов

211

на основе теории размерностей предложено обобщенное выражение для скорости осаждения твердых частиц в центрифугах {уравнение Соколова):

„, С1/3 " Рж НРт Рж!»"] (VI3)

0 ,,<2m-3)/3 V»-'4I

Н-ж

где с7= 1,71-10"* и m = 2 при Re< 1,6; С= 2,49 и ffl= 1,2 в интервале 1,6< < Re< 420; С =5,36 и ш= 0,5 при Re > 420.

Соответственно получаем следующие расчетные формулы:

da (рт — рж) cuV

для области Re < 1,6 wa- ————

(V.13a)

„оде о,4.

18р,ж

для области 1,6 < Re < 420 , wa = 0,136

(V.I36)

для области Re > 420 та = 1,75 V <Р'~ Р»> aV. /V. 13а

Г рж

Так как w0 = то продолжительность осаждения может

R, f

быть найдена из уравнения: т= I —.

«, 0

В центрифугах непрерывного действия время пребывания суспензии должно быть несколько больше вычисленного по приведенным формулам из-за возмущений, неизбежных при выходе осадка и фугата. Поправочный коэффициент может быть найден лишь опытным путем.

Мы расматривали до сих пор процесс осаждения монодисперсных осадков, встречающихся на практике сравнительно редко. Значительно чаще подвергаются разделению суспензии, содержащие полидисперсные смеси твердых частиц, которые характеризуются интегральными или дифференциальными кривыми распределения числа, объема или массы частиц по размерам. При построении интегральной кривой по оси абсцисс откладывают диаметр частиц d, а по оси ординат —массу (или %) всех частиц меньше или больше данного размера. Считая d величиной непрерывной, такую функцию распределения Ф (d) изображают в координатах Ф—d кривой (рис. V-4, б), имеющей непрерывную производную

страница 82
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая" (4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
донской ремонт холодильников
домашний кинотеатр с установкой
вмятина на передней стойке как устронить
стоимость обслуживания чиллера general climate

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.09.2017)