Теоретические основы центробежного осаждения.

Скорость осаждения можно резко повысить при замене гравитационных сил, действующих на дисперсные частицы, на центробежную силу. Объясняется это тем, что центробежная сила может на 2 и более порядка превосходить гравитационную силу. Различают 2 способа центробежного осаждения:

1. осадительное центрифугирование;

2. циклонный процесс.

Осадительное центрифугирование – разделение суспензий и эмульсий в центробежном поле быстро вращающегося ротора .

Циклонный процесс – разделение жидкой или газовой суспензии в центробежном поле аппарата, не имеющего движущихся частей.

Центробежное поле в циклоне можно создать двумя способами:

1. тангенциальным вводом (по касательной к поверхности корпуса) суспензии в аппарат;

2. пропусканием газовзвесей через закручиватель потока (кольцевое пространство между двумя соосными трубами), в которых установлены неподвижные винтовые лопасти.

Дисперсная частица в центробежном поле ротора участвует в сложном движении: перемещается с окружной скоростью Wr и одновременно оседает со скоростью Wоц. Таким образом, эта частица движется с результирующей (абсолютной) скоростью Wабс, описывает траекторию АВС и оседает на стенке ротора.

А

С

В

ωоц

ωr

ωабс

Количественно оценить интенсификацию осаждения центробежного поля по сравнению с гравитационной можно отношением центробежных и гравитационных сил, т.е. центробежного и гравитационного ускорения:

, К_ц – фактор разделения. Он равен отношению центробежного ускорения к ускорению силы гравитации. Эффективность и интенсивность разделения прямо пропорциональны фактору разделения.

Таким образом интенсивность и эффективность центробежного осаждения пропорциональны числу оборотов ротора. При проектировании центрифуги необходимо учитывать прочностные требования к валу ротора. при изготовлении вала ротора всегда появляется эксцентриситет – отклонение геометричекого центра тяжести вала от центра тяжести. Это вызывает дополнительное вращение вала вокруг некоторой оси в пространстве. Если частота дополнительного вращения вала совпадает с частотой основного вращения, то на лицо резонанс. Он способен разрушить вал, т.е. необходимо учитывать критическую скорость вращения вала.