40.Осаждение твердых частиц в поле центробежных сил. Циклоны и осадительные центрифуги.

Осаждение представ собой процесс разделения при кот.взвешены в жид-ти или газе твердые или жидкие частицы отделяются от сплошной фазы под действием Fтяж, сил инерции(центробеж сил) и электростат.сил.

Центрифугирование – процесс разделения суспензий и эмульсий в поле центробеж.сил. под действием этих сил осаждение сочетается с уплот.обр-я осадка а фильтрование с уплотнением и мех сушкой осадки.

2 способа создания поля центробеж сил: 1.обеспечивание вращат.движения потока в неподвижном аппарате – циклонный процесс. 2)поток вращ-я вместе с аппаратом-центрофугирование.

Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности, а также в некоторых моделях пылесосов для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц

Принцип действия простейшего противоточного циклона (см. схему) таков: поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли (на рисунке не показан). Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу.

Непрерывно действующие центрифуги со шнековой выгрузкой (рис. 2), где суспензия поступает вдоль оси полого ротора; фугат выводится из широкой части ротора, а образующийся осадок шнеком транспортируется к узкому концу ротора и выбрасывается через разгрузочные отверстия.

Схема непрерывно действующей осадительной центрифуги: 1 — ротор; 2 — выгружающий шнек; 3 — подвод суспензии; 4 — отвод фугата; 5 — выгрузка осадка.

Степень разделения суспензий и эмульсий, а также производительность центрифуги зависят от фактора разделения Fr = w2/g (где w — угловая скорость вращения ротора, r — радиус ротора, g — ускорение свободного падения) и от величины рабочей поверхности ротора. Для повышения степени разделения и производительности центрифуги увеличивают w в пределах, допускаемых прочностью ротора и особенностями разделяемых неоднородных систем. Повышение рабочей поверхности ротора часто достигается либо увеличением его длины, либо введением в него дополнительных поверхностей.

Центрифуги используются в химической, пищевой, микробиологической, горнорудной и др. отраслях промышленности.

41 Осевые и вихревые насосы.

Рис. 8-22. Осевой(пропеллерный) насос:

1—рабочее колесо; 2—корпус; 3—направляющий аппарат

Осевой(пропеллерный) насос. Рабочее колесо 1 с лопатками винтового профиля при вращении в корпусе 2 сообщает жидкости движение в осевом направлении. При этом поток несколько закручивается. Для преобразования вращ движения жидкости на выходе из колеса в поступательное в корпусе 2 устанавливают направляющий аппарат 3. Осевые насосы применяют для перемещения больших

объемов жидкостей(десятки кубических метров в

секунду) при относительно невысоких напорах(от3—5 до15—25 м), т.е. по сравнению с центробежными насосами

осевые имеют значительно большую подачу, но меньший напор. К.п.д. высокопроизводительных осевых насосов достигает0,9 и выше

. Рис. 8-23. Вихревой

насос: 1- рабочее колесо; 2—лопатка; 3—межлопаточные каналы; 4—кольцевой отвод; 5-и -6 — соответственно всасывающий и

нагнетательный пат 7—разделитель потоков; 8— вал рабочего колеса; 9—корпус рубки; Вихревой насос. Рабочее колесо вихревого насоса(рис. 8-23) представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками 2, расположенными на периферии колеса. В корпусе 9 имеется кольцевая полость 4. Зазор между колесом и корпусом достаточно мал, что предотвращает перетек жидкости из полости нагнетания в полость всасывания. При вращении рабочего колеса жидкость, находящаяся в межлопастных каналах 3, увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы завихряется. .При этом один и тот же объем жидкости на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастные каналы, где каждый

раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора. Поэтому напор вихревых насосов в два—четыре раза больше, чем у центробежных, при одном и том же диаметре колеса, т.е. при одной и той же угловой скорости. Это, в свою очередь, позволяет изготавливать вихревые

насосы значительно меньших размеров и массы по сравнению с

центробежными. К достоинству вихревых насосов следует отнести также простоту устройства и отсутствие необходимости заливки линии всасывания и корпуса перед каждым пуском насоса, так.как эти насосы обладают самовсасывающей способностью. Характеристика вихревых насосов отлична от характеристики центробежных с уменьшением производительности напор и мощность резко возрастают. Поэтому пуск этих насосов производится при открытой задвижке на нагнетательном трубопроводе. Недостатком вихревых насосов является сравнительно невысокий к.п.д. (0,25—0,5) и быстрый износ их деталей при работе с загрязненными жидкостями