ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фильтрование с образованием осадка в центрифугах периодического действия из "Центрифуги для химических производств" При разделении суспензии в режиме постоянного давления первый период можно подразделить [52 ] на три стадии. В течение первой стадии ротор заполняется суспензией до определенного уровня, который затем сохраняется для поддержания постоянной разности давлений. Время, в течение которого поддерживается постоянный уровень загрузки в роторе, составляет вторую стадию первого периода. [c.23] Третья стадия начинается в момент прекращения подачи суспензии и заканчивается, когда уровень жидкости в роторе достигает внутренней поверхности слоя осадка. [c.23] Из сказанного видно, что только вторая стадия отражает характерный режим процесса разделения, а именно, режим постоянного давления. Физическая сущность процессов, протекающих в первой и третьей стадиях, не позволяет проводить их при постоянной разности давлений. Поэтому, когда в промышленных условиях проводится разделение суспензии в режиме постоянного давления, то стремятся длительность первой и третьей стадий свести к минимуму. Для этого загрузку ротора проводят при возможно максимальном расходе суспензии, а для сокращения длительности третьей стадии расход суспензии уменьшают до такого значения, при котором в конце второй стадии толщина слоя жидкости над осадком минимальна. Практически можно считать, что разделение суспензии прошло в режиме постоянного давления, если длительность второй стадии составляла не менее 80% от общей длительности первого периода. [c.23] При разделении суспензии в режиме постоянной скорости первый период процесса можно подразделить на две стадии. На первой стадии в ротор центрифуги подает . суспензия, а вторая стадия начинается в момент окончания подачи суспензии и заканчивается в момент исчезновения слоя жидкости над осадком. При ведении процесса центрифугирования в условиях, близких к оптимальным (см. ниже), вторая стадия может отсутствовать. [c.23] Все другие способы ведения процесса, за исключением режима постоянных разности давления и скорости, которые не характерны для промышленной практики центрифугирования, также имеют две стадии в первом периоде. [c.23] Таким образом, при Не 35 режим течения жидкости через слой пористой среды находится в первой автомодельной области. [c.24] Из уравнения (17) следует, что скорость фильтрации прямо пропорциональна квадрату среднего диаметра частиц, составляющих слой пористой среды, и обратно пропорциональна вязкости жидкости. [c.25] Поскольку левая часть уравнения (19) есть сопротивление единицы толщины слоя пористой среды, отнесенное к единице вязкости, то она выражает удельное объемное сопротивление пористой среды, т. е. [c.25] Теоретически величина с изменяется очень незначительно. Согласно опытам Кармана с = 0,2, хотя опыты Коулсона показали, что значение коэффициента с не однозначно. [c.25] Основываясь на равенстве (20), можно сделать вывод, что удельное сопротивление прямо пропорционально квадрату удельной поверхности твердой фазы осадка, а также зависит от его пористости, с уменьшением которой удельное сопротивление существенно возрастает. [c.25] Как отмечено выше, при центробежном фильтровании течение жидкости через слой осадка сопровождается ростом его толщины. При этом возрастает сопротивление осадка. Это обусловливает уменьшение скорости центробежного фильтрования при постоянной разности давлений или возрастание разности давлений при фильтровании с постоянной скоростью. [c.25] Практически во всех литературных источниках как при описании процесса центробежного фильтрования, так и при описании процесса фильтрования принимается пропорциональность объемов осадка и фильтрата, т. в. [c.27] Эта предпосылка эквивалентна допущению, что при фильтровании расслаивание суспензии не происходит. [c.27] Для процессов фильтрования, которые проводятся в поле действия сил тяжести, допущение об отсутствии расслаивания суспензии в большинстве практических случаев может считаться справедливым. Что же касается центрифуг, в которых процесс центробежного фильтрования сопровождается интенсивным осаждением твердой фазы, указанное допущение может приниматься только для тех случаев, когда разность плотностей твердой и жидкой фаз суспензии незначительна. [c.27] В дальнейшем соотношение (26) будем использовать для слабо расслаивающихся суспензий, у которых разность плотностей твердой и жидкой фаз незначительна, а соотношение (28) — для быстро расслаивающихся суспензий. Причем, учитывая большие центробежные ускорения, при которых проходит разделение суспензии в центрифуге, предпочтение будем отдавать второму случаю. [c.28] Центробежное фильтрование в режиме постоянного давления. Этот режим центрифугирования получил наиболее широкое освещение в литературе [30, 48, 52, 56, 59, 73, 85] кроме того, в работах [48] и [110] приведена библиография работ, выполненных до 1960 г. Поэтому рассмотрим только некоторые особенности этого процесса, которым ранее не уделялось достаточно внимания. [c.28] Постоянство перепада давлений обуславливается сохранением постоянного объема загрузки в роторе. Из этого следует, что при р = onst объем фильтрата, полученного за любой отрезок времени, равен объему суспензии, поступившей в ротор за тот же отрезок времени, т. е. [c.28] Следовательно, для процесса центробежного фильтрования, про-текаюш,его при постоянном перепаде давлений, допущения, выраженные соотношениями (26) и (28), равнозначны. Существование равенства (33) характерно только для рассматриваемого режима центробежного фильтрования. Оно обуславливается тем, что объем фильтрата, образующегося за определенный отрезок времени, больше объема жидкой фазы, внесенной суспензией в ротор, на величину объема твердой фазы, поступившей в ротор за это же время. По мере заполнения ротора осадком количество жидкости в роторе уменьшается. [c.28] В связи с тем, что в рассматриваемом случае объем фильтрата, образующегося за любой отрезок времени, равен объему суспензии, поступившей в ротор за тот же отрезок времени, производительность по суспензии равна производительности по фильтрату и определяется тем же уравнением (36). [c.29] Как видно из уравнения (36), значение мгновенной производительности с течением времени уменьшается, следовательно, уменьшается скорость фильтрования. [c.29] Вернуться к основной статье