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離心沉降centrifugal settling

時間：2020-03-01 來源：網(wǎng)絡 瀏覽：
組成懸浮系的流體與懸浮物因密度不同，在離心力場中發(fā)生相對運動，因而使懸浮系得到分離的沉降操作。當懸浮系作回轉運動時，密度大的懸浮物（固體顆?；蛞旱危┰趹T性離心力的作用下，沿回轉半徑方向向外運動。此時，顆?；蛞旱问苋齻€徑向作用力：①慣性離心力Fc=mω2r，式中m為顆粒質量；ω為回轉角速度;r為旋轉半徑。②浮力(方向與慣性離心力相反)

式中ρP和ρ 分別為顆粒和流體的密度。③流體對顆粒作繞流運動所產生的曳力

，式中AP為顆粒在垂直于運動方向上的投影面積;ur為顆粒的徑向運動速度；ξ為阻力系數(shù)。顆粒在此三力的共同作用下，沿徑向向外加速運動。對于符合斯托克斯定律（見繞流）的微小顆粒，徑向運動的加速度很小，上述三力基本平衡，故可近似求出顆粒與流體在徑向的相對運動速度為：
　　　　　　

式中dP為粒徑；μ為流體粘度。
　　同一顆粒在相同介質中分別作離心沉降和重力沉降時，推動顆粒運動的慣性離心力Fc與重力Fg之比

稱為離心分離因數(shù)，它是反映離心沉降設備性能的重要參數(shù)。當轉速 ω＝1000r/min，r＝0.1m時，離心分離因數(shù)為112。因此，離心沉降可分離更細小的顆粒。
　　常用的離心沉降設備有：
　?、傩L分離器　含塵氣體由矩形進口管 (圖1)沿切向進入器內，在器壁的作用下作圓周運動。顆粒被慣性離心力拋至器壁，并匯集于錐形底部的集塵斗（灰斗）中。凈化了的氣體從中央排氣管離去。旋風分離器的分離因數(shù)約為5～2500， 一般可分離5～75μm的細小塵粒。旋風分離器構造簡單，沒有運動部件，操作不受溫度、壓力的限制，廣泛應用于很多工業(yè)部門，用于除去氣體中的粉塵，或從氣體中回收有用粉料。

圖1

　?、谛悍蛛x器　其構造和工作原理與旋風分離器基本相同，主要用于懸浮液的增稠或所含固體顆粒的水力分級。
　?、勐菪读想x心機　在長錐形轉鼓內裝有螺旋推料器，料漿加在轉鼓中部，澄清液從轉鼓大頭端面的窗口溢出，沉積在轉鼓內壁的沉淀，由螺旋推料器推向轉鼓小頭，經瀝干后卸出。此機適宜于處理細分散懸浮液，能獲得含水率較小的固體沉淀。
　　④碟式分離機　在轉鼓內裝有許多倒錐形碟片(圖2)，碟片直徑一般為0.2～0.6m，碟片數(shù)為50～100。轉鼓轉速為4700～8500r/min，分離因數(shù)可達4000～10000。碟式分離機可用于分離乳濁液(如油料脫水等)，也可用于澄清含有少量微細顆粒的液體。

圖2 碟式分離機

　?、莨苁礁咚匐x心機　采用長徑比很大的管狀轉鼓，以便增加轉速，提高分離因數(shù)。此種離心機的轉速通常高于15000r/min，分離因數(shù)可達 12500。主要用于含細小液滴的乳濁液分離和含少量微細顆粒的懸浮液分離。  
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