Модернізація центрифуги

5. Розрахункова частина

Виконати розрахунок відстійної центрифуги, якщо задані: продуктивність по суспензії ; концентрація твердої фази з густиною кристалів ; густина рідини ; в’язкість суспензії ; мінімальний діаметр кристалів . Параметри центрифуги: діаметр барабана ; висота ; частота обертання ; товщина стінки .

 

Повний об’єм  барабана центрифуги:

;

де L – висота центрифуги, м;

R – внутрішній радіус барабана,  м;

Внутрішній радіус шару матеріалу в барабані при завантаженні його на 50% складає:

  ;

Тоді об’єм матеріалу в барабані визначається з формули:

;

Швидкість осадження частинок у барабані змінюється пропорційно радіусу обертання. Тому при визначенні фактора розділення замість не встановленого радіуса r підставляють середній радіус:

,

Тоді:

;

 

 

 

При осадженні частинок в умовах, що відповідають закону Стокса, швидкість осадження визначають з формули:

;

де d – діаметр частинки, м;

- густина осадженої частинки, ;

- густина рідкого середовища, ;

- в’язкість середовища, ;

Термін процесу осадження частинок:

;

Загальний термін всього циклу центрифугування для відстійної машини періодичної дії:

;

де - період пуску центрифуги, с;

- період гальмування, с;

- період розвантаження  продукту, с.

Отже, продуктивність відстійних центрифуг періодичної дії, якщо взяти до уваги, що корисний об’єм завантаження дорівнює половині об’єму барабана , буде:

;

Розрахунок продуктивності відстійних центрифуг можна вести також урахуванням маси одного завантаження барабана.

Маса одного завантаження, виходячи з ємності барабана і ступеня його заповнення продуктом визначається з формули:

;

де R – радіус барабана, м;

 

Н – висота барабана, м;

 

- густина суспензії, ;

- коефіцієнт заповнення  барабана.

Потужність електродвигуна центрифуг періодичної дії розраховують за пусковою потужністю:

кВт;

де - потужність, що затрачається на подолання інерції маси барабана:

;

де - вага барабана, кг;

- колова швидкість обертання  барабана, м/с;

- потужність, що затрачається  на подолання інерції маси  матеріалу:

- потужність, що затрачається  на подолання тертя вала в  підшипниках:

де - коефіцієнт тертя;

- загальна вага всіх  обертових частин центрифуги  разом із завантаженим матеріалом, кг;

- колова швидкість обертання  цапфи, м/с;

- потужність, що затрачається  на подолання тертя барабана  об повітря:

Тоді потужність електродвигуна для приводу центрифуги приймається: