5离心机

null§5离心机§5离心机null§5.1离心机的典型结构 及工作原理 §5.1.1分离的种类 及离心机的典型结构 §5.1.1分离的种类 及离心机的典型结构 分离的方法 化学法 物理法 电学法 分离物料分为 均一系混合物：见 非均一系混合物机械分离：见 离心力场与重力场比较：见 适合处理的物料 ：见§5.1.2分离因数和离心力场的特点 §5.1.2分离因数和离心力场的特点 一、分离因数 定义—— 注意： ①Fr是离心机的性能参数。 Fr↗，分离越快越好（分离效果好）。 null②提高Fr的途径 R↗ R太大，转鼓受力不好。一般，高速时，R小，ｈ大； ω↗ ω大，Fr↗↗，但受强度、密度的限制。 ③比较 离心力场——力可变，速度快； 重力场——力不变，速度慢。 ④比较 离心过滤 只有部分空间受力（转鼓），只 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 转鼓的强度、密封。简单。 压力过滤 所有空间受力，要求所有部件强度高，密封好。复杂。null二、转鼓内的液体回转面 转鼓转起，取一液体微元 ：见图 边界条件：r＝ro，y=0。见图 null特殊地，r=r1处，，得 ω↗↗，则 则 null三、离心液面压力 力平衡方程： 　　　　　　　 　　　　　 边界条件，r=r1，p=0（即回转面），得到：，并忽略高阶微量。 null∴任意r处， 鼓内壁离心压力为 注意 此离心压力作用在鼓内壁，上盖（挡液板）、底板上。 null四、哥氏加速度、哥氏力 离心机中，质点作回转运动时所受力 见表 ur=0时，则aK=0: 当液体相对转鼓无运动时，（ur=0、uφ=0、uZ=0），aK=0。 当ur=0，uφ≠0，uZ≠0，aK=0。 注意 哥氏力的离心运动，对液滴轨迹有影响，但一般忽略不计。 aK,ur §5.1.3离心沉降的动力学基本方程和离心沉降的分离过程 §5.1.3离心沉降的动力学基本方程和离心沉降的分离过程 一、动力学基本方程 连续方程 欧拉方程——无粘性 纳维—斯托克斯方程——粘性 二、沉降离心机转鼓内的流体流动 内容 流动特性（流动状态、流速分布）→离心机生产能力。 有关流动特性的理论有：见null三、分离机间隙内的流动 ①碟片间隙内液体的运动轨迹 径向速度wφ 周向速度wl λ数 表征碟片间隙内液体质点的运动轨迹特点。 其中：ν——运动粘度 见图 ②碟片间流体的层流流动 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ：见图 设，在ｈ厚度内沿碟片的平均速度为wl ，则 nullλ↗，则速度梯度变大，液流失去稳定，引起湍动。 λ、Re都表征流体如何流动 层流、过渡流、湍流。见图null四、沉降分离原理 离心沉降： 固体的沉降——介质阻止流体运动的流体力学 沉渣的压实——分散物质的力学规律 排除分子力液体—— 颗粒的沉降： 集团沉降 分散均匀，浓度大，有界限 自由沉降 分散不均匀，浓度小，无界限 ①单分散颗粒的沉降规律：见 ②离心力场中沉降分离的极限 ：见null五、离心沉降机的生产能力 生产能力 要求分离的最小颗粒不被带出转鼓所对应的最大悬浮液流量。qV,m3/s。 相同的Fr，若 不同物料，则qV不同 相同物料，分离要求不同，则qV不同。 ①圆柱形转鼓生产能力：见 ②锥形转鼓生产能力 ③柱锥形转鼓生产能力 ④碟片离心机生产能力：见 ⑤生产能力计算公式的修正系数：见 §5.1.4过滤离心机的有关计算 §5.1.4过滤离心机的有关计算 一、过滤机理 原理—— 转速低、滤渣水分少 null注意：每个阶段不明显，有的自始至终在进行。 null二、过滤计算 表观流速的推导 ：见 工业过滤中过滤计算，需假设：恒速恒压 null三、过滤离心机的操作循环 对于滤饼 能移动 连续 如离心卸料离心机（锥蓝离心机） 不能移动 间歇（自动卸料、手动卸料） 间歇式的操作循环： 第一加速、加料、第二加速、（加料空运转）、洗涤、（洗涤空运转）、甩干、降速、卸料。 见图 null四、过滤离心机的生产能力 推动力： 离心过滤 离心力 普通过滤 真空、正压 生产能力的计算 前提：见图 转鼓圆柱形 Rm忽略 过滤介质均质null假设： 恒压过滤 滤饼不可压缩 滤饼内液体流动为层流 生产能力 过滤时间 其中：ｋ——固有渗透率 null§5.2过滤离心机和沉降离心机 null§5.2.1过滤离心机§5.2.1过滤离心机①三足式离心机：SS，SG：见图 ②三足式自动卸料离心机：SXZ：见图 ③卧式刮刀卸料离心机：WG：见图 宽刮刀 上提式、旋转式，窄刮刀。null④离心力卸料离心机（锥蓝离心机）：IL,IW：见图 力的分析：见 ⑤活塞推料离心机：H：见图 ⑥卧式双级活塞推料离心机（HR）、静态预增稠器、曲筛、旋流器 ⑦虹吸刮刀卸料离心机：GHK：见图 ⑧振动卸料、进动卸料离心机：见图 前者：轴向往复、转动 后者：径向、转动。 ⑨螺旋过滤离心机：见图 渣→大端 三种螺旋 整体、带式、断开式。见图§5.2.2沉降离心机§5.2.2沉降离心机①螺旋卸料离心机（沉降）（渣→小端），螺旋卸料过滤机（渣→大端）：见图 沉降摆线针轮变速传动：见图 中心针轮、行星轮、枢轴 渐开线行星齿轮变速：见图 内齿轮、行星轮、中心丝轮 螺旋相对转鼓的方向：见图 ②复合离心机（沉降、过滤螺旋复合）、碟片卧螺离心机：见图null③管式分离机：见图 分离型：GF 乳浊液 澄清型：GQ 悬浮液 ④室式分离机：隔板：见图 ⑤气—液—固三相沉降分离机：见图 ⑥碟式分离机：见图 分离型 有中性孔 澄清型null§5.3离心机的选型 §5.3.1选型原则 §5.3.1选型原则 ①工艺流程 预处理、预分离？ 干燥脱水？ 渣中母液回收？ 洗涤？ 降低含湿量？ ②物料特性 固相 浓度、密度、颗粒特性（直径、体积、形状、表面积）； 液相 密度、粘度、PH、腐蚀性、毒性、挥发性。null③分离任务 单位时间内处理量 回收率 固相含湿量，液相含固量 母液是否有挥发性，若有，需密闭分离机械 ④经济性 设备可获得性 附属设备的多少 价格 质量、可靠性 维修、管理、运转费§5.3.2选型的依据 §5.3.2选型的依据 ①分离任务——a～I。见图 ②物料特性 见图见图§5.3.3选型的方法 §5.3.3选型的方法 ①表格法： 表5－6 ②图表法——粗糙 各种离心机适用范围 表5－7 各种离心机Fr、卸料方式、结构形式 表5－8，图5－52，图5－53 沉降离心机适用范围 图5－54 过滤离心机适用范围 图5－55null③各种机种联用，综合选型 Ａ．各种机种联用： 物料性质特殊 浓度很小，固体粒子尺寸范围大。 分离要求特殊 特干净的分离液，特干的渣。 分离机械对物料有条件要求 一定浓度才可以，活塞式分离。 例如：见 Ｂ．综合选型 见表5－9全部 结束null均一系混合物： 分离方法 溶液中设置第二相，使要分离的该物质转移到该项中来。 力学过程—内力（分子力），微观。 溶液 指一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一、稳定的混合物； 组成 溶质－被溶解的物质； 溶剂－能溶解其他物质的物质。如水； 特征：均一性，稳定性。 举例null非均一系混合物 液—固，液—液滴，液—液滴—固 分离方法 将混合物置于某一力场中（重力场、离心力场），利用各相在力场中所受力的不同，产生“相重差”，使其分离。 力学过程——场外力，宏观。 悬浊液 指固体小颗粒悬浮在液体中而形成的混合物。 乳浊液 指小液滴分散到液体里。 举例null沉降 利用液—固两相，或液—液两相密度差来分离。 重力沉降 离心力沉降 过滤 使悬浮液通过多孔介质（过滤介质），而固、液分离。 重力过滤 离心力过滤 加压过滤 浮选 气泡粘附于固体颗粒，借浮力升起，刮去颗粒。 筛分 通过多孔介质（筛子）进行脱水、分级。null离心力场与重力场比较 离心力场 速度快，分离效果好 重力场 速度慢，分离效果差 另：人工力场（真空、加压）只适合于过滤，不适合于沉降。 本章只讲离心力场 null适合处理的物料 见图见图见图nullaK,ur aK,ur离心机中质点作回转运动时所受力nullnull层流流动理论 ①长转鼓内轴对称稳定流动的状态 Ａ．进料有加速度时：见 Ｂ．进料无加速时：见 ②有螺旋的长转鼓内的轴对称稳定流动 Ａ．液体沿螺旋流道流动：见 Ｂ．流体沿转鼓流动：见 nullＡ．进料有加速度时 物料与转鼓转速相同，则 即 其中： 见图null见图nullＢ．进料无加速时 物料转速滞后于转鼓转速，则 即见图 nullＡ．液体沿螺旋流道流动：见图 不考虑螺旋影响 即 其中：nullＢ．流体沿转鼓流动（液体充满流道）：见图 流动模型 沿转鼓轴向作层流流动。 边界条件 螺旋内外壁的液体，有与螺旋一样的相对与转鼓的角速度，轴向速度。（Ｋ点）。 即 其中： ΔuZ——螺旋的轴向分速， null①单分散颗粒的沉降规律 属于自由沉降 Ａ．不考虑颗粒形状、浓度影响——认为是球形颗粒 重力场中 重力＞阻力，加速 阻力＝重力，恒速——最终速度，随遇平衡 离心力场中 R↗→离心力↗→沉降速度↗，离心力＞阻力，加速，短暂；随后，阻力↗，离心力↗，达到平衡，即处于动态平衡——变化的随遇平衡。 因此，在离心力场中有： 则得到球形颗粒自由沉降速度，即：null球形颗粒自由沉降速度：null已知区域（层、过、湍流区） 则采用 得到： nullＢ．考虑颗粒形状的影响——不规则形状，d→de 各种形状颗粒： 当量直径 其中 Vp——体积;A——表面积 nullＣ．考虑颗粒浓度影响 已知，不考虑形状、浓度的球形颗粒，其自由沉降速度（离心沉降）： 其中： 重力沉降速度 vg(v0)null考虑浓度，颗粒离心沉降速度： 其中：浓度修正系数η1， 　　　粒子容积浓度ｘ0 考虑形状，颗粒离心沉降速度（d=de） null考虑形状、浓度，颗粒离心沉降速度（d=de）： 结论：计算vc的方法：物料性质Ar判明区域vgvcnull②离心力场中沉降分离的极限 极限粒子直径dl 在一定的离心力场中，当某一尺寸的固体颗粒不能被分离时，该颗粒的粒子直径。 极限粒子直径dl ，即离心沉降分离极限。 离心力场的强度↗，则dl ↘。 布朗运动 高分散粒子悬浮于液体中。 布朗运动→扩散现象 扩散使悬浮颗粒不沉降——原因： 扩散现象（即颗粒由高浓度→低浓度运动）。 推导极限粒子直径的计算公式：null推导极限粒子直径的计算公式： 在h沉降距离内，花了t时间，沉降速度，假设为层流，则： 又扩散距离， 得到： null见图，又由于 反过来 结论：计算de计算Fr离心机选型null①圆柱形转鼓生产能力的公式推导：见图 对于最小颗粒： 径向： 颗粒沉降速度 轴向： 设颗粒与液体无滑动，即 null若使最小颗粒不被液体带出转鼓，则t2≥t1，即： 则，最大生产能力： 若t1＞t2，则最小颗粒被带出转鼓。 颗粒离心沉降速度vc’=vg×Fr，只考虑颗粒形状（d=de）null④碟片离心机生产能力 Ａ．离心澄清——悬浮液 离心澄清型碟片离心机的生产能力的公式推导：见图 悬浮液在微分容积内停留时间为： 因固体颗粒由A→B，所走的径向距离为s，则沉降速度。 另，由斯托克斯定律得： nullT，t应相等，即dT=dt，则（式Ⅰ）＝（式Ⅱ），即： nullＢ．离心分离——重相、轻相，乳浊液 见图 其中：中性层半径rm。null⑤生产能力计算公式的修正系数 由活塞式理论计算的偏大，采用修正系数： 其中null表观流速的推导 ：见图 α——比阻，m/kg； 颗粒形状粒度分布刚度 滤饼结构 物料浓度 过滤初始速度 压力（可压缩滤饼） 见表nullｍ——滤渣重量／单位面积，kg/m2； Rm——介质阻力； u——表观流速； Ａ——过滤面积，滤饼层表面积； p2—— null受三个力作用：G、Fr、F摩null 玉米淀粉 旋流器、碟片分离机 精选矿石 浮选、浓缩、脱水、振动床 污水处理 预处理（加药）→浓缩→沉降离心机脱水→带式压榨过滤机 变压器油 分离机（管式、碟片机）（除固体杂质、大部分水）→真空滤油机（除其余水） 纯水 自来水厂聚凝→消毒→沉降池除泥砂→澄清槽→深层过滤器→超滤（膜分离）→纯净水nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullSGZ型三足式刮刀下卸料自动离心机nullnullnullnullnullSD型离心机(吊袋式)结构图nullSSC型三足式 人工上卸料沉降离心机nullnullnullGK型卧式刮刀卸料离心机nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullGKH卧式虹吸刮刀卸料离心机工作过程nullnull卧式螺旋卸料过滤离心机nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull