ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Моделирование осадительных центрифуг из "Центрифуги для химических производств" В основе метода моделирования лежит теория подобия, которая устанавливает условия, необходимые и достаточные для существования подобия процессов, протекающих в модельном и натурном (промышленном) образцах оборудования. [c.105] В данном разделе рассмотрены условия моделирования центрифуг, удовлетворяющие требованию теории подобия. [c.105] Процесс осадительного центрифугирования с переливом фугата через борт ротора мы отнесли к процессам, составляющим смешанную задачу гидродинамики по классификации П. Г. Романкова [44 Ь При осадительном центрифугировании протекают одновременно два процесса течение жидкости внутри ротора (внутренняя задача) и движение осаждающихся частиц относительно жидкости (внешняя задача). [c.105] В этом уравнении Ей, Ре, Рг, Но являются общеизвестными критериями подобия (Эйлера, Рейнольдса, Фруда и гомохронности), а Рг представляет собой модифицированный критерий Фруда для потока жидкости в центробежном поле. [c.105] Безусловно, более правильно принимать в общем случае не длину ротора, а длину зоны осаждения, и не диаметр ротора, а средний диаметр слоя жидкости в роторе. Однако принятая замена геометрических параметров, более удобная для практических целей, не вносит погрешности в случае сравнения геометрически подобных центрифуг. [c.106] Остановимся подробнее на отдельных критериях с целью утОЧНе-ния входящих в них параметров, а также выяснения роли каждого из них при моделировании потока жидкости в роторе осадительной центрифуги. В центрифугах непрерывного действия поток жидкости в роторе можно считать установившимся, поэтому критерий гомохронности Но для этого случая выпадает из рассмотрения. В центрифугах периодического действия происходит непрерывное накопление осадка в роторе. При этом меняется толщина слоя жидкости и распределение скоростей по сечению потока. Для сохранения подобия условий однозначности, таких как геометрический контур потока и поле его скоростей, необходимо в центрифугах периодического действия соблюдение инвариантности критерия Но. [c.106] Так как при постоянных производительности и угловой скорости ротора вращательное движение жидкости имеет установившийся характер, то критерий Но выпадает из рассмотрения. [c.106] В качестве критерия Рейнольдса потока жидкости в роторе принимаем выражения (174) и (176). [c.106] Поскольку фактор разделения составляет обычно величину от нескольких сот до нескольких тысяч, то главной силой следует считать центробежную силу, пренебрегая силой тяжести. Тогда критерий Fr выпадает из рассмотрения. [c.106] В качестве критерия Фруда в поле центробежных сил принимаем выражения (175) и (177). [c.106] Перейдем далее к рассмотрению осаждения твердой фазы из суспензии. Будем считать, что скорость осаждения частицы w зависит от ее эквивалентного диаметра d, плотности жидкой фазы р , разности плотностей твердой и жидкой фаз суспензии Др, динамического коэффициента вязкости и центростремительного ускорения / = (o r, т. е. [c.107] Таким образом, при моделировании центробежного осаждения должно быть соблюдено условие постоянства определяющего критерия Архимеда, т. е. [c.107] Пр раздельном рассмотрении составных частей процесса осадительного центрифугирования установлено, что для подобия потоков суспензии в геометрически подобных роторах необходимо удовлетворить условия (187) и (187а), а для подобия осаждения частицы— условие (191). Следовательно, для обеспечения подобия процесса осадительного центрифугирования необходима инвариантность всех перечисленных критериев, т. е. [c.108] Задача моделирования обычно сводится к расчету технологического режима центрифугирования для геометрически подобной промышленной центрифуги по параметрам режима, установленным на модели. Причем на модели стремятся достигнуть степени разделения суспензии, заданной для промышленного образца, т. е. [c.108] анализируя график Ly = / (Аг), составленный по данным Релея и Лященко, И. С. Плавлушенко показал, что плавная кривая Ly = / (Аг), построенная в логарифмических координатах, может быть разбита на три прямолинейных участка, для которых коэффициент С и показатель степени т имеют постоянные значения. [c.108] Для проверки влияния соотношения факторов разделения на результаты моделирования были поставлены опыты на трех шнековых центрифугах с диаметрами роторов 150, 200 и 325 мм [23]. Обработка экспериментальных данных показала (рис. 32), что минимальная относительная ошибка достигается, когда моделирование проводится при одинаковых значениях фактора разделения. [c.108] Таким образом, эксперимен- % тально была подтверждена необходимость соблюдения условий Fr = idem при моделировании осадительных центрифуг. [c.109] Характерной особенностью моделирования потоков в роторах осадительных центрифуг является принципиальная возможность одновременного удовлетворения тождеству критериев Re и Fr при использовании в модели и в натуре одной и той же жидкости. [c.109] Вернуться к основной статье