Общие вопросы прикладной гидромеханики

Трубчатые центрифуги (рис. 3.15) предназначены для осветле-9 суспензий, содержащих незначительное количество твердых сокодисперсных примесей, или для разделения стойких эмуль-
ий.
При разделении эмульсий центрифуги работают непрерывно, и разделении суспензий — периодически, так как необходимо "егулярно выгружать накопившийся в роторе осадок.
Общим конструктивным признаком этих устройств является *р>бчатый ротор 8, подвешенный на валу 4, с вертикальной осью вращения и нижней плавающей порой 10 скольжения. Трехло­пастная крыльчатка 1 сообщает разделяемой жидкости угловую скорость ротора. Станина 9 пред­ставляет собой чугунный литой корпус, привод центрифуги осу­ществляется от электродвигате­ля 3, расположенного в верхней части корпуса.
При работе центрифуги сус­пензия через сопло питающей трубы 11 подается в нижнюю часть ротора и, вращаясь вместе с ротором, протекает вдоль его



стенок в осевом направлении. Твердые частицы осаждаются на стенках ротора, а фугат через выходное отверстие 6 в головке ротора выводится в сливную камеру. Осадок периодически удаляют при остановке центри­фуги и разборке ротора.
Эмульсия, поступающая в нижнюю часть ротора, по мере продвижения вверх разделяет­ся на тяжелый и легкий ком­поненты.
Тяжелый компонент прохо­дит через отверстия 2 в голов­ке, расположенные у стенки ротора, поступает в нижнюю сливную тарелку 7 и выводится из центрифуги. Легкий компо­нент проходит через отверстия 6 в головке, расположенные бли­же к оси ротора, поступает в верхнюю сливную тарелку 5 и выводится из центрифуги.
Жидкостные тарельчатые се­параторы (рис. 3.16) являются отстойными сверхцентрифуга­ми непрерывного действия с вертикальным ротором и предназ­начены для разделения эмульсий и малоконцентрированных суспензий.
Эмульсия подается в сепаратор по центральной трубе 1 в ниж­нюю часть ротора, откуда через отверстия в тарелках 2 распреде­ляется между ними тонкими слоями. Тяжелая жидкость, переме­щаясь вдоль поверхности тарелок, отбрасывается центробежной силой к периферии ротора и отводится через отверстия 4. Легкая жидкость перемещается к центру ротора и удаляется через коль­цевой канал 5. Отверстия в тарелках располагаются по поверхнос­ти раздела между тяжелой и легкой жидкостями. Для того чтобы жидкость не отставала от вращающегося ротора, он снабжен реб­рами 3.
Циклонные процессы осуществляют в циклонных аппаратах — инерционных пылеуловителях, в которых центробежные силы возникают вследствие тангенциального движения запыленного по­тока. Закручивание разделяемой системы и создание центробеж­ного поля осуществляются в них благодаря неподвижным закру­чивающим устройствам, установленным на входе в эти аппараты.
Так, в циклонах (рис. 3.17) конструк-
НИИОГАЗ пыль поступает со зна-
льной скоростью (20...30 м/с) в кор-
состоящий из цилиндрической 1 и
ической 5 частей с крышкой 2, че-
тангенциально установленный патру-
3 Под действием центробежной силы
рдые частицы отбрасываются к стен-
корпуса, по спиральной траектории
жаются вниз и собираются в бунке-
6. Очищенный газ поднимается вверх
тгводится из циклона через выхлоп-
о трубу 4.
Циклоны характеризуются простотой
компактностью конструкции, высокой
—юизводительностью и качеством раз-
ения, низким гидравлическим сопро-
нвлением.
Для циклонных аппаратов, в которых сутствуют вращающиеся элементы, нтробежный фактор разделения (3.10) тесообразно записывать не через уг-овую скорость вращения, а через мак-имальное значение окружной скорос-Ti движения частиц w около внутрен-ей стенки аппарата, эти скорости свя­заны соотношением


В этом случае

Отсюда следует, что для повышения степени разделения необ­ходимо увеличивать либо скорость потока, что связано с увеличе­нием гидравлического сопротивления, либо уменьшать радиус цилиндрической части циклона, а следовательно, увеличивать их число для обеспечения требуемой объемной производительности по исходной смеси.
Для улавливания мелкой пыли (вплоть до 5... 10 мкм) приме­няется батарейный циклон (рис. 3.18), который состоит из цикло­нов малого (100 ...250 мм) диаметра (циклонных элементов), ра­ботающих параллельно. Размещены они внутри общего кожуха 2, переходящего в общий бункер 7 для сбора пыли из каждого эле­мента. Все корпуса циклонов 4 установлены в кожухе на нижней трубной решетке 10, а выхлопные трубы 8 — на верхней 6. Для предотвращения перетока эти места уплотняются засыпкой 3. Ус-


тановка верхней трубной решетки на­клонно способствует выравниванию ско­ростей газа на входе в каждый элемент Очищаемый газ при входе в батарею циклонов через патрубок 7 попадает в межтрубное пространство выхлопных труб. На входе в каждый циклон 4 газ закручивается специальными винтовы­ми вставками 9. Осажденная пыль соби­рается в общий бункер, а очищенный от пыли газ удаляется из батарейного циклона через выходной патрубок 5.
Производительность единичного цик­лона определяется с помощью условной скорости и>_усл, характеризующей расход газового потока через цилиндрическую часть корпуса (см. рис. 3.17),

а необходимый для осуществления этого процесса перепад давле­ний

где £ — коэффициент местного сопротивления; р_г — плотность газа.
Для получения определенной производительности Vс приме­нением батарейных аппаратов число элементов п в них определя­ется с учетом объемной производительности каждого из них как

Для разделения суспензий и эмульсий используются гидроцик­лоны.
Традиционный цилиндроконический гидроциклон (рис. 3.19) пред­ставляет собой аппарат, состоящий из цилиндрической 1 с крыш­кой 6и конической Участей. В цилиндрической части установлен входной патрубок 4, по которому разделяемая смесь тангенциаль­но подается в гидроциклон. Для вывода осветленной жидкости


.ой фазы) служит сливной патру-5. В вершине конуса гидроциклона положена насадка 3 для вывода тя-ой фазы.
При тангенциальной подаче исходной
_си, как правило, образуются два ос-
вных вращающихся потока жидкости.
периферийной зоне / жидкость дви-
тся вниз к вершине конуса. При этом
есть ее выходит через насадку 3, основ-
. же количество изменяет направле-
е движения и, образуя внутренний
восходящий поток (зона //), поднима-
ся вверх, удаляясь из аппарата через
швной патрубок 5. При движении внешнего потока к вершине энуса из него выделяется часть жидкости, которая, перемещаясь радиальном направлении, вливается во внутренний восходящий оток.
Обычно напорные гидроциклоны работают со свободным ис-^чением из сливного патрубка 5 и насадки 3, поэтому во время "лботы через них подсасывается воздух, который вместе с газом, выделившимся из жидкости, образует вдоль оси зону разреже­ния /// (воздушный столб), существенно влияющую на проход­ное сечение разгрузочных отверстий.
Крупные тяжелые частицы отбрасываются к стенкам гидро­циклонов, по винтовой траектории перемещаются к насадке 3, откуда и выгружаются.
Мелкие легкие частицы концентрируются в восходящем пото­ке, с которым выносятся через патрубок 5.
Гидроциклоны малых размеров (мультигидроциклоны) объ­единяют так же, как и газовые, — в батареи.