Задание №1

         Подобрать осадительную шнековую центрифугу, ориентируясь  на минимальную мощность, по следующим данным:

         - производительность по суспензии                               V = 20м3/ч;

         - содержание твердой фазы в суспензии                           хс = 25%;

         - влажность осадка                                                            wос = 26%;

         - средний размер частиц                                             δ50 = 123 мкм;

         - дисперсия распределения                                                 σ = 1,64;

         - фактор формы частиц                                                       ψ = 0,80;

         - плотность частиц твердой фазы                            ρт =1290 кг/м3;

         - плотность жидкой фазы                                            ρ = 975 кг/м3;

         - вязкость жидкой фазы                                       µ = 0,38·10-3 Па·с;

         - допустимая концентрация твердой фазы в фугате  Сф = 50 мг/л.

 

Расчет проведем согласно рекомендации [1].

Решение

         Плотность суспензии:

 

 

         Массовый расход суспензии:

 

 

         Приход твердой фазы с суспензией:

 

 

         Пренебрегая незначительным содержанием твердой фазы в фугате, найдем расход фугата:

 

 

         Расход влажного осадка:

 

 

         Требования задания , согласно данным табл.1[1], удовлетворяет центрифуга типа ОГШ –802К-07, имеющая допустимую нагрузку по суспензии V=25 м3/ч, пропускная способность по твердой фазе Gт = 5,5 т/ч и мощность привода Nдв=90 кВт.

Технические характеристики центрифуги:

         - диаметр ротора D =800 мм;

         - диаметр по окнам слива Do =580 мм;

         - отношение длины ротора к диаметру L/D =2.2;

         - длина ротора  L = 1760 мм;

         - длина цилиндрической части ротора  lц =1200 мм;

         - длина конической части  lк = 560 мм;

         - частота вращения ротора n = 1650 об/мин.

         При среднем диаметре ротора Dср =(D+Dо)/2=(800+580)/2=0,69 м              и круговой частоте вращения ω = 2πn/60 = 2·3,14·1650/60 = 172,8 с-1 фактор разделения центрифуги:

 

 

         Площадь поверхности осаждения составляет:

 

 

 

         Индекс производительности центрифуги:

 

         Для расчета показателя эффективности работы центрифуги определим предварительно критерий Рейнольдса для потока жидкости в роторе и критерий Фруда для потока в поле действия центробежных сил:

 

 

 

где часовой объемный расход суспензии переведен в секунды:

 

         Величину показателя ζ находим по формуле:

 

         Поправочный коэффициент учитывающий форму частиц:

 

         Порозность частиц в суспензии:

 

         Рассчитаем поправку на стесненность осаждения при ε >0,7:

 

         Крупность разделения составляет:

 

 

 

         Рассчитаем дисперсию фракционной степени потерь для выбранной центрифуги по формуле:

 

 

         Аргумент интеграла вероятности составит:

 

 

         Для нахождения интеграла вероятности F(х) и относительных потерь П воспользуемся интегральной функцией Лапласа , табличные данные которой приведены в [2, 3]. Согласно этим данным, для аргумента  х = -3,86 имеем Ф(х) = -0,49994. Тогда:

 

и содержание твердой фазы в фугате составит

 

а концентрация что меньше требуемой по исходным данным.

         Таким образом, центрифуга типа ОГШ –802К-07, годна к установке.

Список  используемых  источников

• Расчет осадительных горизонтальных шнековых центрифуг: мотод. Рекомендации по курсу «Машины и аппараты химических производств» для студентов спец. 240801 всех форм обучения / НГТУ им. Р.Е.Алексеева; сост. В.М.Ульянов. – Н.Новгород, 2008 – 24с.

• Машины и аппараты химических производств: лабораторный практикум / А.И.Пронин [и др.]; под общ. ред. В.М. Ульянова. – Н.Новгород: НГТУ, 2007. – 196 с.

• Сигорский, В.П. Математический аппарат инженера / В.П.Сигорский. – 2-е изд., стереотип. – Киев: Техника, 1975. – 768 с.