ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамика межтарельчатых потоков из "Центрифугирование" При обычном центрифугальном осветлении невязких жидкостей весьма возможен неустойчивый режим потока и, следовательно, уменьшение эффективности работы центрифуги. Кроме того, для выделения высокодисперсных примесей из жидкостей требуется высокий индекс производительности, что часто, неосуществимо по конструктивным возможностям. [c.117] Эти недостатки устраняются путем деления центрифугируемого потока на тонкие слои при сохранении высокой средней скорости течения жидкости через ротор. Кроме того, разделяя поток в роторе на слои с помощью конических вставок, удается значительно уменьшить гидравлический радиус потока и обеспечить ламинарный режим течения жидкости. [c.117] Движение вязкой жидкости в межтарельчатом пространстве характеризуется двумя компонентами скорости скоростью в направлении образующей тарелки и относительной окружной скоростью, обусловленной действием кориолисовых сил. [c.117] В общем случае асимметричных потоков кроме этих компонентов скорости следует учитывать число и расположение питающих каналов, а также условия на периферии ротора. [c.117] Рассмотрим течение жидкости между тарелками исходя из упрощенных предпосылок. [c.117] Приближенно определим величину окружной скорости потока между тарелками. [c.119] Во время движения жидкости между тарелками противоречиво действуют различные факторы. Удаление от поверхности тарелок приводит к уменьшению силы трения, и тем самым увеличивается возможность относительного перемещения жидкости с другой стороны, удаление жидкости от поверхности тарелок ведет к уменьшению центробежных сил инерции — основного движущего фактора. [c.120] Уменьшение окружной скорости жидких частиц при движении потока вдоль тарелок обусловливается действием кориолисовых сил. Чем дальше частицы находятся от поверхности тарелок, тем в меньшей степени они увлекаются тарелками из-за уменьшения сил трения, и следовательно, они должны отставать от вращения тарелок в большей степени, чем частицы, расположенные ближе к поверхности тарелок. [c.120] Уменьтиение окружной скорости жидких частии, конечно, весьма мало по сравнению с абсолютными скоростями вращения ротора в неподвижном пространстве. Но движение жидкости в каналах ротора определяется компонентами относительной скорости, которые вполне сопоставимы друг с другом. [c.121] Таким образом, можно сделать вывод, что вследствие отставания потока под действием кориолисовых сил траектории частиц жидкости не должны быть параллельны образующим тарелок. [c.121] Следует отметить, что чрезмерное увеличение Я сопровождается нарастанием градиента скорости, что может привести к потере устойчивости потока и к его турбулизации. Кроме того, возрастание числа /. для потока в средней части межтарельчатого пространства также способствует неустойчивости потока. [c.121] Как уже указывалось выше, кроме л параметром, характеризующим тонкослойное центрифугирование, является комплекс е. Для обычных тарельчатых сепараторов параметр е колеблется в пределах от 0,0001 до 0,0038, если величину гюок определять но среднему радиусу. [c.121] Совокупность параметров л (или Ке), Рг,- (или е) и Ь может рассматриваться в качестве критериальных величин, с помощью. которых возможно моделирование гидродинамического потока в межтарельчатом пространстве. [c.121] Тонкослойные потоки между коническими поверхностями в роторах центрифуг могут быть однофазными и двух- (трех-) фазными, сходящимися (периферийное питание) и расходящимися (осевое питание), осеси.мметричны.ми и неосесимметричными. [c.121] Модель осесимметричного течения однородной вязкой жидкости приближенно описывает поведение жидкости в том случае, когда межтарелочное пространство слабо искажено направляющими или дистанционными упорами, а условия подачи жидкости в канал слабо зависят от окружной координаты. К модели неосесимметричного потока прибегают в тех случаях, когда внутрироторный поток сильно искажается препятствиями, например радиальными ребрами, или когда подача жидкости неравномерна по окружности.. Модель многофазных сред используется в случае, когда концентрация дисперсной фазы в суспензии не мала. [c.121] Ряд авторов детально анализирует особенности осесимметричных потоков вязкой однородной несжимаемой жидкости во вращаю-шихся щелевых полостях между дисками и конусами [26, 44]. [c.121] Как следует из рисунка, при значениях критерия л = 8 в середине зазора между дисками образуется зона возвратного течения, а профиль окружной составляющей (отрицательной по знаку) образует при том же значении точки перегиба, что свидетельствует о большой закрученности жидкости вблизи стенок. Это свидетельствует о влиянии вязкости жидкости. [c.122] При малых значениях Я (Х = 2) профиль обеих составляющих скорости имеет явно выраженный параболический характер, как это было получено выше. [c.122] Расходящийся осесимметричный поток в полости между двумя дисками исследовался в работах Пьюба и Крайта, решение задачи разыскивалось в виде бесконечного ряда по степеням безразмерной продольной координаты. Первые три приближения выписываются в явном виде, по формулам производились расчеты. Следует отметить, что усилия как этих авторов, так и других зарубежных авторов направлены на решение возможно более полной системы уравнений Навье—Стокса, учитывающей как линейные, так и конвективные члены этих уравнений. [c.123] Вернуться к основной статье