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離心機的應(yīng)用特點及工作原理

更新時間:2017-12-27      點擊次數(shù):2159
 離心機的應(yīng)用特點及工作原理
    
中國古代,人們用繩索的一端系住陶罐,手握繩索的另一端,旋轉(zhuǎn)甩動陶罐,產(chǎn)生離心力擠壓出陶罐中蜂蜜,這就是離心分離原理的早期應(yīng)用。工業(yè)離心機誕生于歐洲,比如19世紀(jì)中葉,先后出現(xiàn)紡織品脫水用的三足式離心機,和制糖廠分離結(jié)晶砂糖用的上懸式離心機。這些zui早的離心機都是間歇操作和人工排渣的。由于卸渣機構(gòu)的改進(jìn),20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了連續(xù)操作的離心機,間歇操作離心機也因?qū)崿F(xiàn)了自動控制而得到發(fā)展。
  工業(yè)用離心機按結(jié)構(gòu)和分離要求,可分為過濾離心機、沉降離心機和分離機三類。離心機有一個繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒,稱為轉(zhuǎn)鼓,通常由電動機驅(qū)動。懸浮液(或乳濁液)加入轉(zhuǎn)鼓后,被迅速帶動與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn),在離心力作用下各組分分離,并分別排出。通常,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高,分離效果也越好。離心分離機的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產(chǎn)生的離心壓力,作用在過濾介質(zhì)上,使液體通過過濾介質(zhì)成為濾液,而固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面,從而實現(xiàn)液-固分離;離心沉降是利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,實現(xiàn)液-固(或液-液)分離。還有一類實驗分析用的分離機,可進(jìn)行液體澄清和固體顆粒富集,或液-液分離,這類分離機有常壓、真空、冷凍條件下操作的不同結(jié)構(gòu)型式。衡量離心分離機分離性能的重要指標(biāo)是分離因數(shù)。它表示被分離物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)所受的離心力與其重力的比值,分離因數(shù)越大,通常分離也越迅速,分離效果越好。工業(yè)用離心分離機的分離因數(shù)一般為100~20000,超速管式分離機的分離因數(shù)可高達(dá)62000,分析用超速分離機的分離因數(shù)zui高達(dá)610000。決定離心分離機處理能力的另一因素是轉(zhuǎn)鼓的工作面積,工作面積大處理能力也大。
  過濾離心機和沉降離心機,主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來擴大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面;分離機除轉(zhuǎn)鼓圓周壁外,還有附加工作面,如碟式分離機的碟片和室式分離機的內(nèi)筒,顯著增大了沉降工作面。此外,懸浮液中固體顆粒越細(xì)則分離越困難,濾液或分離液中帶走的細(xì)顆粒會增加,在這種情況下,離心分離機需要有較高的分離因數(shù)才能有效地分離;懸浮液中液體粘度大時,分離速度減慢;懸浮液或乳濁液各組分的密度差大,對離心沉降有利,而懸浮液離心過濾則不要求各組分有密度差。選擇離心分離機須根據(jù)懸浮液(或乳濁液)中固體顆粒的大小和濃度、固體與液體(或兩種液體)的密度差、液體粘度、濾渣(或沉渣)的特性,以及分離的要求等進(jìn)行綜合分析,滿足對濾渣(沉渣)含濕量和濾液(分離液)澄清度的要求,初步選擇采用哪一類離心分離機。然后按處理量和對操作的自動化要求,確定離心機的類型和規(guī)格,zui后經(jīng)實際試驗驗證。通常,對于含有粒度大于0.01毫米顆粒的懸浮液,可選用過濾離心機;對于懸浮液中顆粒細(xì)小或可壓縮變形的,則宜選用沉降離心機;對于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對液體澄清度要求高時,應(yīng)選用分離機。
  離心分離機未來的發(fā)展趨勢將是強化分離性能、發(fā)展大型的離心分離機、改進(jìn)卸渣機構(gòu)、增加和組合轉(zhuǎn)鼓離心機、加強分離理論研究和研究離心分離過程*化控制技術(shù)等?! 娀蛛x性能包括提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速;在離心分離過程中增加新的推動力;加快推渣速度;增大轉(zhuǎn)鼓長度使離心沉降分離的時間延長等。發(fā)展大型的離心分離機,主要是加大轉(zhuǎn)鼓直徑和采用雙面轉(zhuǎn)鼓提高處理能力使處理單位體積物料的設(shè)備投資、能耗和維修費降低。理論研究方面,主要研究轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體流動狀況和濾渣形成機理,研究zui小分離度和處理能力的計算方法。
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