Лекция №5. Сйы ртекті ортаны блуге арналан аппараттар. Центрифугалар.

1. Центрифугаларды трленуі жне конструкциялары мен олданылуы

2. Есептеу жне пайдалану ерекшеліктері

Центрифугалар. ртекті сйы орталарды блуді ке таралан дістеріні бірі, бл – центрифугалау. Процесс центрифуга деп аталатын арнаулы машинада центрден тебу кші рісіні ыпалымен жреді жне де осы кш серімен блуді тиімді, рі олайлы энергетикалы шыындарменен атаруа ммкіндік береді. Центрден тебу кші рісіні кзі, бл аппарат роторыны шапша айналуы. Процесті атарылуы сипатына арай центрифугалар тндырушы жне сзгілеуші серде жмыс істейді.

Ротор жне ондаы материалды сарындас айналуы кезінде центрден тебуші кші орын алады, жне де мны мні мынаан те:

Мндаы - роторды материалымен оса аландаы салмаы, Н; - роторды айналым саны, айн/мин; - роторды ішкі радиусы, м; - еркін тсу деуі, м/с²; - роторды шеберлік радиусы:

Центрифугалар жмысыны тиімділігін анытаушы маызды критерийлеріні бірі, бл блу факторы:

Бл критерий аппараттаы центрден тебуші деу неше есе еркін тсу деуінен дамитындыын крсетеді. мні жоары болан сайын центрифугалар процесі арынды жре бастайды. Заманауи машиналарда бл шаманы мні машина конструкциясыны беріктік шарттарымен жне динамикалы тратылыыменен шектеледі:

Центрифугаларды екінші маызды крсеткіштеріні бірі, бл німділік индексі , жне де бл критерий центрифуганы блушілік абілетін сипаттайды:

Мндаы - ротордаы цилиндрлік тндыру бетіні ауданы, м².

нерксіптік центрифугаларды ауымды конструктивтік алуан трлілігін келесі крсеткіштерге сай топтастыруа болады:

· Блу факторларыны шамасына арай алыпты ( ) жне шапша центрифугалар ( );

· сер ету принципіне арай тндырушы жне сзгілеуші. Алашысыны роторы ттас етіп жасалса, екіншісінікі сыртынан тормен немесе матамен апталан саылаулы етіп жасалады;

· Сзгілеу центрифугаларын кристалды жне аморфты материалдарды салыстырмалы ірі дисперсиялы суспензиясын блу шін олданады. Сонымен атар, тнбаны шаю, даналы бйымдарды сусыздандыру шін олданылады;

· Тндыру центрифугалары нашар сзгіленуші суспензиялар мен эмульсияларды, сонымен атар атты фаза тйіршіктеріні ірілігі бойынша суспензияларды блу шін олданылады. Тндыру центрифугалары мбебап, сусыздандырушы, млдірлендіруші (тазартушы) жне сепарациялаушы деп трлендіріледі;

· Тнбаны тсіру тсілі бойынша олмен, пышапен, шнекті, екпінді, гидравликалы, пневматикалы, сонымен атар екпіндемелі жне ыыстырмалы поршенді тсірудегі деп трлендіріледі;

· Ротор осьіні орналасуы бойынша тік, жаты жне иаш орналасудаы центрифугалар болып блінеді;

· Жмыс тртібі бойынша центрифугалар мезгілді жне здіксіз сердегі деп трленеді;

· Білікті орналастырылуы бойынша тік орналастырудаы центрифугалар жоарыда орналасан жетекті аспалы жне тік орналасудаы білікті; ротор стіндегі топсалы серпімді тіректі; бааналарда серпімді ілінген аспалы жетекті тмен орналасуындаы маятникті; тік білікті тірегіндей, жалпы ата аада орналастырылан; роторды тменінде (сйемелденген білікті) ата немесе серпімді тіректері бар тіректегі.

2-ші суретте нерксіптік центрифугаларды топтастырылу схемасы келтірілген, мнда кеістіктегі ротор осьіні орналастырылуын, жмыс тртібін жне тнбаны тсірілу тсілін ескерген.

2-сурет. Центрифугаларды топтастырылу схемасы

3-сурет. Тік сеператорлар

4-сурет. Горизонталды центрифугалар

5-сурет. Шнекті центрифугалар.

6-сурет. Прецессионды центрифуга

7-сурет. Шапша центрифугалар.

Центрифугаларды есептеу.

Сзгілеуші центрифуганы есептеу.

5.1 есеп. Келесі алан мліметтер бойынша центрифуганы жне німділігін есептеу: суспензиядаы талап етілген німділігі кг/са; ра тнбадаы кг/са; атты фазаны массалы концентрациясы ; атты фазаны тыыздыы кг/м³; сйыты тыыздыы кг/м³; негізгі нім – атты фаза жне оны тйіршікті лшемдері 10-100 мкм аралыында жатыр. атты фаза – ерітінділеуші жне лсін абразивті. Орта нейтралды суспензияны температурасы 35°C. Тнба борпылда, оны аппаратта шайылуы талап етіледі, оны майдалануы талап етіледі. Тнбаны ылалдыы 15% аз болуы тиіс. Суспензия улы емес, рт жне жарылыса ауіпті, имаратты категориялыы СНИП-ПМ2-72 бойынша 6, ПУЭ бойынша – ВПА; тулік бойындаы аппаратты жмыс затыы – 24 саат.

Центрифуганы абылдауды суспензияны асиеттері мен алан мліметте берілген технологиялы талаптарды талдау жне осыны негізінде орындаймыз ([1], 5.1-5.3 кестелерінен). Мндай талдаулар жасау шін атты фазаны клемдік концентрациясын жне аппаратты суспензиядаы німділігін есептейміз.

Суспензияны клемдік концентрациясы:

Суспензияны тыыздыы:

Суспензиядаы клемдік німділігі:

Тнбаны жасы шайылуына, оны тмен ылалдыы мен атты фазаны ерітінділенуіне талаптар жалпы таайындалудаы сзгілеуші центрифуганы олдануды ажеттігі мен ммкіндігіне алып келеді.

атты фазаны тмен концентрациясы мен тнбаны жоары дисперсиялыы здіксіз рекеттегі сзгілеу центрифуганы абылдау ммкіндігін болдырмайды. Тзілуші тнбаны борпылдатыы жне оны саталу ытималдылыы суспензияны блуді тнбаны пышапенен тсірудегі центрифугада жргізуге ммкіндік береді.

[1] 5.2 кестені мліметтерін німділігі бойынша оны берілген мндеріменен салыстыра отырып, ондырыа ФГН-125 центрифугасын абылдаймыз. Орта бейжарылысауіпті, бейулы жне нейтралды боландытан, ал аппаратта 6 категориядаы имаратта орналастыруда арастыратын болса, онда каталогтан [2] ФГН-125 центрифугасын абылдаймыз.

ФГН-125 центрифугасын келесі техникалы крсеткіштерге ие (5.5 кесте): барабан диаметрі ; барабан зындыы ; ротор сыйымдылы ; сзгілеу бетіні ауданы ; роторды айналу жиілігі ; блу факторы .

Центрифуганы рі арайа есептелуін модельдік ФГН-125 центрифугасында суспензияны блу нтижелері бойынша масштабты модельдеу дісі негізінде жзгіземіз. Модельді центрифугада суспензияда блу факторы жне тнба абатыны биіктігі болан жадай шін орындалан.

Тменде модельдік сынау нтижелері келтірілген:

........................................ 30

......................................... 25

.......................................... 60

.............................................. 0.71

Центрифуганы німділігін есептеуді тнба абатыны алыдыын есептеуден бастайды жне де бл нерксіптік центрифугадан алынады. нерксіптік центрифуга барабаныны толтырылу коэффициентін деп абылдаймыз. Онда тнба абатыны биіктігі мынаны райды:

нерксіптік жне модельдік центрифугаларда блу факторлары те боландытан, сзгілеу уаытын келесі рнек бойынша анытаймыз:

Тнбаны шаю жне кептіру уаыттарын келесі рнектерден анытаймыз:

Мндаы жне - масштабты ауысу коэффициенті, ; .

Суспензияны деуді толы циклыны уаыты:

Мндаы - нерксіптік центрифугалар шін осымша уаыт. Центрифуганы суспензиядаы орташа німділігі:

Центрифуганы ажетті саны:

Регенерациялау жне сзу бгетін ауыстыруа, жеіл-желпі жне орташа жндеулерге тру уаытын ескере отырып ондырыда екі центрифуганы абылдаймыз.

5.2 есеп. ФМД-80 центрифугасыны орташа німділігін лшемі 140 мкм лкен лшемдегі атты фазаны тыыздыы кг/м³; сйы фазаны тыыздыы кг/м³; сйы фазаны ттырлыы .

Блу факторы нерксіптік центрифуганы блу факторына бара-бар лабораториялы центрифуганы зерттеу нтижесінде есептеуге келесі алаш мліметтер алынды: тнба клеміні тиелген суспензия клеміне атынасы ; тнбаны меншікті клемдік кедергісі ; сзгілеу бгетіні кедерігісі ; шаю сйыыны меншікті клемі ;шаю сйыыны тыыздыы ; шаю сйыыны ттырлыы ; тнбаны кеуектілігі ; лабораториялы центрифугада кептіру уаыты ; нерксіптік центрифугадаы кмекші операциялара жмсалатын уаыт .ФМД-80 центрифугасыны техникалы параметрлері [1] 5.4 кестесінде келтірілген.

Центрифуганы орташа німділігін келесідегідей есептейміз. Барабанны айналуыны брышты жылдамдыын келесі рнектен анытаймыз:

Центрифуганы сзінді бойынша німділігін траты сзу жылдамдыы тртібінде барабанны тнбаменен толтырылу коэффициентіні мнін деп абылдап, келесі рнек кмегімен анытаймыз:

Тиелу кезеіндегі суспензия бойынша німділігі:

Сзу уаыты:

Тнбаны шаю уаыты:

Тнбаны кептірілу уаыты:

Центрифугадаы суспензияны деу циклыны толы уаыты:

Онда центрифуганы суспензия бойынша орташа тімділігі:

5.2 Тндырушы центрифугаларды есептеу.

5.3 есеп. Келесі алаш мліметтер бойынша суспензияны блуге центрифуганы абылдап, оны німділігін есептеіз: негізгі нім – атты фаза. Фугот тазалауа беріледі.Суспензия бойынша ажетті німділігі м³/са; атты тнба бойынша 560 кг/са. атты фазаны массалы коцентрациясы , клемдік ; Сйы фазасыны ттырлыы ; атты фазаны тыыздыы ; сйыты тыыздыы .

атты фазаны гранулометриялы рамы: 0,2мм-5%; 0,2÷0,1 мм - 80%; 0,1÷0,04 мм - 9%; 0,04 мм - 6%. атты фаза ерітінділенбейді, жне де ортаабразивті. Орта лсінышылды. Суспензияны температурасы 35°С. Тнба шанада талап епейді, тнбаны ылалдылыы минимал. Блу ірілігі . Тнба борпылда, атты фазаны саталуы шектелген. Суспензия улы емес, рт жне жарылыса ауіпсіз. имаратты категориялыы СНИП-ПМ2-72 бойынша Б, ПУЭ-В бойынша ПА. Туліктегі жмыс затыы 24 саат.

Центрифуганы [1] 5.1÷5.3 кестелеріндегі мліметтер негізінде абылдаймыз. лкен німділігі, тулік бойындаы здіксіз жмысы, тзілетін тнбаны борпылдатыы ФГН немесе ГШ типтегі центрифугаларды бірін тадау ажеттігін крсетеді.

ОГШ типтегі центрифуганы абылдаумыза тнбаны шаю ажетсіздігі, оны ерітінділенбейтіндігі, гетілуіні шектелуі мен конструкцияны жетілгендігі тжырымды негіз бола алады. Тек бір ана кемшілік, бл тнбаны минимал ылалдыы.

ОГШ типтегі центрифуга барабаныны жуыша лшемдерін берілген німділігі бойынша 350 мм деп абылдаймыз. ОГШ-35 центрифугасыны конструктивті модификациялануы алаш мліметтерге байланысты жарылыс ораныстаы электр жабдыты болуы тиіс, ышылтзімді болаттан дайындалан жне де аппарат аасы мен шнегі абразивті тозудан сатандырылуы тиіс. Крсетілген талаптарды негізге ала отырып ОГШ-35 2К-6 [27] мбебеап тндырушы центрифугасын абылдаймыз.

Центрифуганы німділігін есептеу шін оны негізгі параметрлерін [1] 5.6 кестесінен абылдаймыз. осымша мліметтер келесі: тгу жиегіні диаметрі ; барабанны цилиндрлік блігіні зындыы .