什么是离心沉降?

什么是离心沉降?,第1张

什么是离心沉降?

[拼音]:lixin chenjiang

[外文]:centrifugal settling

组成悬浮系的流体与悬浮物因密度不同,在离心力场中发生相对运动,因而使悬浮系得到分离的沉降 *** 作。当悬浮系作回转运动时,密度大的悬浮物(固体颗粒或液滴)在惯性离心力的作用下,沿回转半径方向向外运动。此时,颗粒或液滴受三个径向作用力:

(1)惯性离心力Fc=2r,式中m为颗粒质量;ω为回转角速度;r为旋转半径。

(2)浮力(方向与惯性离心力相反)


式中ρP和ρ 分别为颗粒和流体的密度。

(3)流体对颗粒作绕流运动所产生的曳力


,式中AP为颗粒在垂直于运动方向上的投影面积;ur为颗粒的径向运动速度;ξ为阻力系数。颗粒在此三力的共同作用下,沿径向向外加速运动。对于符合斯托克斯定律(见绕流)的微小颗粒,径向运动的加速度很小,上述三力基本平衡,故可近似求出颗粒与流体在径向的相对运动速度为:




式中dP为粒径;μ为流体粘度。

同一颗粒在相同介质中分别作离心沉降和重力沉降时,推动颗粒运动的惯性离心力Fc与重力Fg之比


称为离心分离因数,它是反映离心沉降设备性能的重要参数。当转速 ω=1000r/min,r=0.1m时,离心分离因数为112。因此,离心沉降可分离更细小的颗粒。

常用的离心沉降设备有:

(1)旋风分离器 含尘气体由矩形进口管 (图1)沿切向进入器内,在器壁的作用下作圆周运动。颗粒被惯性离心力抛至器壁,并汇集于锥形底部的集尘斗(灰斗)中。净化了的气体从中央排气管离去。旋风分离器的分离因数约为5~2500, 一般可分离5~75μm的细小尘粒。旋风分离器构造简单,没有运动部件, *** 作不受温度、压力的限制,广泛应用于很多工业部门,用于除去气体中的粉尘,或从气体中回收有用粉料。




(2)旋液分离器 其构造和工作原理与旋风分离器基本相同,主要用于悬浮液的增稠或所含固体颗粒的水力分级。

(3)螺旋卸料离心机 在长锥形转鼓内装有螺旋推料器,料浆加在转鼓中部,澄清液从转鼓大头端面的窗口溢出,沉积在转鼓内壁的沉淀,由螺旋推料器推向转鼓小头,经沥干后卸出。此机适宜于处理细分散悬浮液,能获得含水率较小的固体沉淀。

(4)碟式分离机 在转鼓内装有许多倒锥形碟片(图2),碟片直径一般为0.2~0.6m,碟片数为50~100。转鼓转速为4700~8500r/min,分离因数可达4000~10000。碟式分离机可用于分离乳浊液(如油料脱水等),也可用于澄清含有少量微细颗粒的液体。




(5)管式高速离心机 采用长径比很大的管状转鼓,以便增加转速,提高分离因数。此种离心机的转速通常高于15000r/min,分离因数可达 12500。主要用于含细小液滴的乳浊液分离和含少量微细颗粒的悬浮液分离。

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