Приклад розрахунку

Приклад. Підібрати центрифугу та розрахувати її продуктивність при роботі в таких умовах: необхідна продуктивність по суспензії ; по сухому осаду ; масова концентрація твердої фази ; густина твердої фази ; густина рідкої фази ; вихідний продукт – тверда фаза має нерівномірні розміри пластинок (у межах – 15–100 мкм). Тверда фаза розчинна, малоабразивна. Середовище нейтральне. Температура суспензії не перевищує 45°С. Осад крихкий, потребує промивання, після якого його вологість не повинна перевищувати 12%. Суспензія нетоксична, вогка і вибухонебезпечна, тривалість роботи – цілодобово.

Розв’язання. Вибір центрифуги ведемо за каталогом з урахуванням властивостей суспензії і технологічних умов до кінцевого продукту. Додатково визначаємо об’ємну концентрацію твердої фази та потрібну об’ємну продуктивність центрифуги по суспензії.

Об’ємна концентрація суспензії дорівнює:

Густина суспензії:

Тоді об’ємна продуктивність по суспензії:

Вимоги якісного промивання осаду, його невисокої вологості і допустимість розчинення твердої фази вказують на необхідність і можливість застосування фільтруючих центрифуг загального призначення. Крихкість осаду і допустимість його подрібнення дозволяють застосовувати ножовий спосіб видалення.

Порівнюючи одержані відомості з даними, наведеними в каталозі таблиці фільтруючих центрифуг, вибираємо до установки центрифугу ФГН–125.

Невисока концентрація твердої фази та велика дисперсність осаду не дають можливості застосовувати фільтруючу центрифугу періодичної дії.

Центрифуга ФГН–125 має діаметр барабана ; довжина ; ємність ротора – , коефіцієнт заповнення ; площа поверхні фільтрування , частота обертання ротора ; фактор розділення .

Подальший розрахунок центрифуги з метою визначення висоти шару осаду та складових циклу часу фільтрації, промивання і просушування осаду, а також його виведення з барабана для будь–якого продукту ведуть на основі методу масштабного моделювання по результатах розділення такої ж суспензії на модельній центрифузі.

За результатами модельних випробувань для нашого випадку встановлено тривалість циклу ; відношення об’єму осаду до об’єму суспензії .

Тоді середню продуктивність центрифуги по суспензії обчислимо за формулою:

Для виконання процесу з додержанням заданих вимог потрібна кількість таких центрифуг:

Враховуючи можливі додаткові позациклові витрати часу на регулювальні та ремонтні роботи, приймаємо до установки дві центрифуги.

Приклад. Визначити масу одноразового завантаження утфелем І продукту прямокутного ротора центрифуги з внутрішнім діаметром , діаметром верхнього борта – , висотою та знайти необхідну кількість таких центрифуг для забезпечення продуктивності цукрового заводу 3000 тонн буряків за добу.

Розв’язання. Використавши рівняння (5.10) та дані таблиці 1, знаходимо масу одноразового завантаження утфелем ротора:

Тоді за рівнянням (5.12) та даними табл. 1 кількість центрифуг буде:

Для забезпечення стабільної продуктивності приводу приймаємо . З урахуванням запасної приймаємо до установки 6 центрифуг.

Приклад. Визначити потужність на валі підвісної вертикальної центрифуги, яку використовують для фугування цукрового утфелю, за даними: діаметр барабана ; висота барабана ; кількість обертів барабана – 1500 об/хв.; маса барабана – 300 кг; діаметр шийки вала ; тривалість розгону 50 с; густина утфелю , маса утфелю, що завантажується, .

Розв’язання. Кутова швидкість обертання барабана (рис. 5.3, а ):

Робота, що витрачається на надання барабанові максимальної швидкості:

Дж

Потужність, потрібна для обертання барабана:

кВт

Товщина кінцевого шару утфелю:

Внутрішній радіус кільця утфелю:

Робота, яка витрачається на надання кінетичної енергії суспензії (утфелю), що знаходиться в барабані:

Дж,

Потужність, потрібна для надання кінетичної енергії масі утфелю:

кВт,

Колова швидкість на поверхні шийки вала центрифуги:

Потужність, необхідна для подолання тертя в підшипниках:

Потужність, потрібна для подолання тертя барабана об повітря:

кВт,

Максимальна розрахункова потужність на валі центрифуги:

кВт

З урахуванням запасу в 20 % приймаємо потужність для установки:

кВт