氣力輸送

[拼音]:lixin chenjiang

[英文]:centrifugal settling

組成懸浮系的流體與懸浮物因密度不同,在離心力場中發生相對運動,因而使懸浮系得到分離的沉降操作。當懸浮系作迴轉運動時,密度大的懸浮物(固體顆粒或液滴)在慣性離心力的作用下,沿回轉半徑方向向外運動。此時,顆粒或液滴受三個徑向作用力:

(1)慣性離心力Fc=mω2r,式中m為顆粒質量;ω為迴轉角速度;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為顆粒在垂直於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。顆粒在此三力的共同作用下,沿徑向向外加速運動。對於符合斯托克斯定律(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,它是反映離心沉降裝置效能的重要引數。當轉速 ω=1000r/min,r=0.1m時,離心分離因數為112。因此,離心沉降可分離更細小的顆粒。

常用的離心沉降裝置有:

(1)旋風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,並彙集於錐形底部的集塵鬥(灰鬥)中。淨化了的氣體從中央排氣管離去。旋風分離器的分離因數約為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,廣泛應用於很多工業部門,用於除去氣體中的粉塵,或從氣體中回收有用粉料。

(2)旋液分離器其構造和工作原理與旋風分離器基本相同,主要用於懸浮液的增稠或所含固體顆粒的水力分級。

(3)螺旋卸料離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視窗溢位,沉積在轉鼓內壁的沉澱,由螺旋推料器推向轉鼓小頭,經瀝乾後卸出。此機適宜於處理細分散懸浮液,能獲得含水率較小的固體沉澱。

(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,碟片數為50~100。轉鼓轉速為4700~8500r/min,分離因數可達4000~10000。碟式分離機可用於分離乳濁液(如油料脫水等),也可用於澄清含有少量微細顆粒的液體。

(5)管式高速離心機採用長徑比很大的管狀轉鼓,以便增加轉速,提高分離因數。此種離心機的轉速通常高於15000r/min,分離因數可達 12500。主要用於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。

參考文章

什麼叫重力沉降?什麼叫離心沉降?製鹽