Центробежное осаждение

Центробежное осаждение
Если частицы имеют диаметр ≤ 10 мкм, то отстаивание применять не выгодно (очень маленькая скорость и большая поверхность осаждения).
В этих случаях применяют более мощные центробежные силы, которые в технике создают двумя способами:
- направляют разделяемый поток во вращающийся аппарат – центрифугу;
- обеспечивают вращение потока жидкости или газа в неподвижном аппарате (циклоне, гидроциклоне).

Кинетика центробежного осаждения
Во вращающемся потке на частицу действуют следующие силы:
- сила тяжести
сила Архимеда
центробежная сила
центростремительная сила
- сила сопротивления (трения)

Дифференциальное уравнение центробежного осаждения:
Для установившегося движения:

Отстойная центрифуга
периодического действия

Циклонный процесс

Батарейный циклон
Аппарат представляет собой циклонные элементы 6, которые включены параллельно и имеют общий корпус 1, сборный бункер 7, а также общий подвод 2 и отвод 4 газа.
Запыленный газ подается в газораспределительную камеру 3, которая ограничена трубными решетками 5. В трубных решетках герметично крепятся циклонные элементы 6. После того, как газ очищен, он выводится через выхлопные трубы элементов в общую камеру. Отделенные частицы пыли накапливаются в коническом дне циклона 7. Циклонные элементы такой конструкции имеют малый диаметр. Газ в них поступает сверху, а не по касательной. Вращательное движение потоку газа передается посредством специального винта или розеток, оснащенных наклонными лопатками.

Основные расчетные параметры циклона
Важным параметром, характеризующим работу циклона, является коэффициент очистки газа, который выражается формулой:
φ = Gот/Gст,
где Gос – массовое количество осажденных частиц,
Gисх – массовое количество частиц в исходной газовзвеси.
Гидравлическое сопротивление циклона ∆p (разность давлений на входе и выходе газа) определяют по формуле:
∆p = ζ(ρгwусл2/2)
где ζ – коэффициент гидравлического сопротивления, определяется опытным путем.

Осаждение под действием сил электрического поля
Применяется для выделения из газовых потоков мелких частиц, которые трудно осадить предыдущими методами.
1 – осадительный электрод (анод)
2 – коронирующий электрод (катод)
3- рама
4 – изоляторы
5 – встряхивающее устройство
6 – камера отвода очищенного газа
7- камера подачи запыленного газа

Псевдоожижение
- процесс гидродинамического взаимодействия потока газа или жидкости с твердыми зернистыми материалами, в результате которого твёрдые частицы приобретают подвижность друг относительно за счёт обмена энергией с псевдоожижающим потоком.

Кривая псевдоожижения

Перемешивание в жидких средах
Способы перемешивания:
1. Механический – с помощью различных вращающихся устройств – мешалок.
2. Пневматический (барботажный) – осуществляется за счёт пропускания газа через слой жидкости.
3. Циркуляционный – осуществляется с помощью перекачивающего насоса.

Классификация мешалок
Мешалки представляют собой комбинацию лопастей определённой геометрической формы, укреплённых с помощью ступицы на валу.
по конструкции лопастей:
лопастная;
якорная;
пропеллерная;
турбинная.

- По скорости вращения мешалки:
– тихоходные (лопастные, якорные);
– быстроходные (пропеллерные, турбинные).
По структуре создаваемых потоков:
радиальные;
тангенциальные;
осевые;
смешанные.

Основные характеристики процесса
Потребляемая мощности – N, Вт.
Интенсивность перемешивания
Эффективность перемешивания