Процессы и аппараты химической технологии

Тема 9 Разделение неоднородных систем.
Разделение неоднородных систем под действием центробежных сил. Центрифуги. Расчет центрифуг.
Под центрифугированием понимают процесс разделения жидких дисперсных систем, в частности суспензий, в поле центробежных сил с использованием сплошных или проницаемых для жидкости перегородок. Общие закономерности центрифугирования схожи с закономерностями отстаивания. Центрифугирование проводят в машинах, называемых центрифугами
Центрифуга в простейшем виде представляет собой вертикальный цилиндрический ротор со сплошными или перфорированными боковыми стенками. Ротор укрепляется на вертикальном валу, который приводится во вращение электродвигателем, и помещается в соосный цилиндрический неподвижный кожух, закрываемый съемной крышкой. На внутренней поверхности ротора с перфорированными стенками находится фильтровальная ткань или тонкая металлическая сетка. Под действием центробежных сил суспензия разделяется на осадок и жидкую фазу - фугат. Осадок остается в роторе, а жидкая фаза удаляется из него.
Центрифуги с перфорированным ротором называются фильтрующими. Разделение суспензии в таких центрифугах осуществляется по принципу фильтрования. Центрифуги со сплошным ротором называют отстойными. В центрифугах этого типа осаждение суспензии происходит по принципу отстаивания с той разницей, что действие силы тяжести заменяется на действие центробежной силы.
Величина центробежной силы выражается равенством

где m – масса вращающегося тела; v – окружная скорость вращения (м/с); r – радиус вращения
Окружная скорость вращения определяется равенством
v = 2πnr, где n – число оборотов (с–1). Подставив v = 2πnr,
в уравнение получим

Отсюда видно, что число оборотов центрифуги в значительно большей степени влияет на значение центробежной силы, чем увеличение диаметра ротора центрифуги.
Фактор разделения