ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Закономерности осаждения монодисперсных частиц в поле центробежных сил при малой концентрации твердой фазы в суспензии из "Центрифугирование" Осадительным центрифугированием обычно называют технологический процесс разделения суспензий со средним или значительным содержанием дисперсной фазы, центрифугальным осветлением — процесс выделения твердой фазы из малоконцентрированных суспензий объемной концентрацией не более 5%- Если во время центрифугирования из ротора удаляют образующийся осадок, концентрация твердой фазы в суспензии, подвергаемой цент-рифугальному осветлению, может быть более высокой. [c.132] Указать точные границы дисперсности и концентрации твердой фазы в осветляемых жидкостях затруднительно, так как определяющим фактором в данном случае является продолжительность заполнения полезного объема ротора центрифуги осадком, зависящая как от дисперсности твердой фазы и ее концентрации в жидкости, так и от вязкости дисперсионной среды, плотностей твердой п жидкой фаз, емкости ротора. [c.132] Для осветления тонких и коллоидных суспензий обычно требуются центрифуги с высоким фактором разделения. Для достижения высокого фактора разделения при данной прочности материала ротора необходимо увеличивать скорость вращения ротора при одновременном уменьшении его диаметра. Исходя из этих соображений были созданы, например, трубчатые центрифуги с малым диаметром ротора (40—150 мм), но с высокой частотой вращения (12 500—40 000 оборотов в минуту). [c.132] При повышенном содержании в суспензии твердых примесей и малой емкости ротора часто возникает необходимость прерывать процесс центрифугирования для выгрузки осадка. Процесс центри-фугального осветления суспензий в большинстве случаев является периодическим, и удаление осадка из ротора машины производится после ее остановки и разборки. [c.132] Вращаясь вместе с ротором, жидкскть располагается цилиндрическим слоем (строго говоря, внутренняя поверхность жидкости имеет формулу параболоида). Когда суспензия заполняет ротор настолько, что ее уровень достигает уровня выпускных отвер- тиfi, при поступлении новых порций она переливается в сборник. [c.133] Взвешенные частицы осаждаются на стенке ротора, образуя осадок, причем наиболее крупные частицы осаждаются в первую очередь. Мощное силовое поле, развиваемое центрифугой, способствует уплотнению выделенного осадка. [c.133] Ротор осветляющей центрифуги может быть легко приспособлен и для разделения эмульсий. [c.133] С целью удлинения пути, проходимого жидкостью в поле центробежных сил, и, следовательно, увеличения продолжительности центрифугирования целесообразно осуществлять центрифугальное осветление в длинных роторах. Однако имеется и другой способ, ведущий к той же цели применение цилиндрических вставок в коротком роторе, делящих его объем на камеры. Центрифугируемая жидкость проходит последовательно все камеры и в каждой из них постепенно осветляется (рис. 111-2). [c.133] Более грубодисперсные суспензии могут подвергаться центри-Фугальному осветлению при непрерывном отводе продуктов разделения в осадительных центрифугах со шнековой выгрузкой осадка. [c.133] Осадительному, или отстойному, центрифугированию подвергаются относительно грубые суспензии со значительным содержанием твердой фазы. При осадительном центрифугировании в большинстве случаев не достигается четкое разделение, фугат получается более или менее загрязненным, осадок — влажным. [c.134] При большом содержании твердой фазы в суспензиях необходимы роторы большой емкости либо приспособления для удаления осадка на ходу. Этим требованиям наилучшим образом отвечают центрифуги со шнековой выгрузкой осадка. [c.134] В общем случае осадительное центрифугирование состоит. из трех физических процессов 1) осаждения твердой фазы, протекающего по гидродинамическим законам сопротивления среды движению находящегося в нем тела 2) уплотнения осадка, происходящего по законам механики дисперсных систем 3) частичного удаления из осадка жидкости, удерживаемой молекулярными силами. [c.134] Процесс осаждения твердой фазы может происходить двояко 1) если ее концентрация выше определенного предела и система достаточно однородна (в отношении дисперсности), возможно коллективное осаждение с образованием поверхности раздела осаждающейся твердой фазы и жидкости 2) еСли концентрация твердой фазы ниже этого предела, осаждение ее происходит без образования указанной поверхности раздела. [c.134] В связи с недостаточной изученностью коллективного осаждения нельзя назвать критическую концентрацию суспензий, разделяемых осадительным центрифугированием. В опытах автора с суспензиями мела и каптакса коллективное осаждение наблюдалось уже при концентрации твердой фазы в суспензии, равной 3— 4% (объемн.). [c.134] Наиболее типовыми способами осадительного центрифугирования, применяемыми в промышленности, являются следующие. [c.134] Продукты разделения выводятся по окончании процесса последовательно — сначала жидкая фаза, затем твердая. Факторы, нарушающие течение процесса, отсутствуют. [c.134] Целесообразно прекращать подачу суспензии, когда почти весь полезный объем ротора оказывается заполненным осадком. После выключения питания осадок уплотняется, затем отводится жидкая фаза, вытесненная из него, и осадок выгружается. [c.136] При этом способе на ход процесса влияют режим течения жидкости внутри ротора, степень отставания жидкости от вращения ротора, вихревые токи жидкости внутри него и т. д. [c.136] В рассматриваемом случае на течение процесса влияют помимо факторов, указанных для второго способа, также относительное вращение шнека и форма потока. [c.136] Если в невязкой жидкости тело движется без сопротивления, то в вязкой оно испытывает как чистое сопротивление трения, вызванное понижением скорости жидкости у поверхности тела до нуля, так и сопротивление инерции. Последнее обусловлено тем, что в местах, где вдоль поверхности обтекаемого тела должны были бы возрасти давления, пограничный слой срывается в виде вихрей. Вследствие этого давление на переднюю поверхность тела оказывается больше давления на заднюю поверхность. [c.137] Вернуться к основной статье