ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамика осадительных центрифуг из "Центрифуги для химических производств" Характер течения жидкости в роторе осадительной центри-. фуги оказывает решающее влияние на время пребывания частицы, в поле действия центробежных сил и, следовательно, на объемную, производительность центрифуги и эффективность разделения суспензии. Несмотря на кажущуюся простоту, задача о течении суспензии в роторе центрифуги является весьма сложной и недостаточно, изученной даже для однородной жидкости. [c.81] Согласно первоначальным представлениям (50-е годы), жидкость в цилиндрическо.м роторе бесшнековой центрифуги течет поршневым потоком, глубина которого равна высоте переливного борта. При этом время пребывания частицы в роторе принималось равным частному от деления объема суспензии в роторе на объемную производительность центрифуги. [c.81] Экспериментальные исследования, проведенные автором под руководством В. И. Соколова, показали несостоятельность этой гипотезы, и она была отвергнута. [c.81] Современные представления о характере осевого потока жидкости в роторах бесшнековых центрифуг можно в основном свести к следующим трем теориям слойного течения, поверхностного течения и линий тока. Каждая из этих теорий, в свою очередь, объединяет несколько точек зрения, имеющих порой существенные отличия. [c.81] Общим в теории слойного течения является предположение о, существовании ламинарного режима потока жидкости в роторе. [c.81] Скорость на свободной поверхности, выраженная формулой 154), в 2 раза больше скорости при поршневом характере потока й несколько выше максимальной скорости, определяемой по формуле (152). [c.82] Соотношение скоростей, определяемых соответственно по формулам (154) и (152), зависит от значения ао- С увеличением о отношение г2)т 1 г1)тах возрастает И В пределе (при ао- 1) равно 4/3. [c.82] Таким образом, формула (153) отражает большую степень неравномерности осевой скорости по сечению потока, чем формула (151). [c.82] Для изучения структуры потока жидкости в роторе автором совместно с В. И. Соколовым в 1953 г. впервые для центрифуг была применена методика, существо которой состоит в следующем. Вращающийся ротор центрифуги заполняется подкрашенной жидкостью, затем в ротор подается вода с постоянным расходом. В течение опыта отбираются пробы фугата для определения концентрации краски, а по окончании опыта определяется концентрация краски в жидкости, оставшейся в роторе. В последующем эта методика получила дальнейшее развитие наряду с окрашенными жидкостями стали применяться растворы, содержащие радиоактивные изотопы [7 ], а также подкисленные жидкости [18]. [c.82] Проведенная с помощью описан- г. % ной методики проверка формулы (151) показала [461, что краска вымывается из ротора значительно менее интенсивно, чем можно было ожидать при распределении скорости в соответствии с этим уравнением (рис. 24). [c.83] Таким образом, показано, что уравнение 051) неприменимо для характеристики изменения скорости жидкости по сечению потока при расходах, имевших место в опытах. [c.83] Высказано предположение, что распределение скоростей соответствует уравнению (151) лищь при весьма малых не имеющих практического значения числах Рейнольдса для потока. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что сделанный вывод распространяется также и на формулу (153). [c.83] Теория поверхностного течения жидкости возникла в начале 50-х годов применительно к осадительным центрифугам непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка. Согласно этой теории, поступающая в ротор суспензия не вытесняет весь объем жидкости, ранее заполнившей ротор, а растекается по цилиндрической поверхности, образуя тонкий сливной слой. Толщина сливного слоя имеет очень малую величину, измеряемую долями сантиметра, и зависит от высоты подпора, который образуется при переливе фугата через кольцевой борт ротора. [c.83] Гипотезу о поверхностном характере течения жидкости в бес-шнековом цилиндрическом роторе независимо высказал также Баш [48]. [c.83] Первое экспериментальное исследование поверхностного режима потока в бесшнековых осадительных центрифугах было проведена автором, а теоретическое исследование — Башем. [c.83] Согласно концепции Баша, сливной слой имеет постоянную толщину по всей длине ротора, равную толщине жидкости над кром кой переливного борта (формула (156)]. Основная масса жидкости находящейся в роторе, образует как бы гидравлическую подушку по которой скользит сливной слой. [c.84] Такая трактовка характера течения поверхностного слоя яв ляется неприемлемой для реальных жидкостей, обладающих вяз костью. [c.84] Приведенные результаты опытов опровергают мнение, что поток течет слоем, глубина которого равна толщине жидкости над переливным бортом ротора. [c.85] При турбулентном режиме потока картина сложнее, так как образование вихрей в этом случае носит беспорядочный характер. Однако и в этом случае поток, очевидно, имеет переменную толщину вдоль ротора. [c.85] Скорости струй на разной глубине потока различны наибольшую скорость имеет поверхностный слой жидкости, ниже этого слоя скорость резко падает. [c.85] Вернуться к основной статье