Расчет осадительных центрифуг типа ОГШ

Применяются при условии:

- массовой доли суспензий 1-40 %;

- минимальном размере частиц 5 мкм;

- скорости осаждения ω_о·10³ > 10 мм/с;

- перепаде разности плотностей Δ р > 200 кг/м³;

- зернистом, рыхлом и мажущемся осадке.

Производительность отстойной центрифуги в выработке подаваемой суспензии V _с , м³/с, рассчитывается по уравнению

V _c = π D _cp l w _о F r _cp η_э , (7.48)

где D _ср – средний диаметр потока жидкости в барабане центрифуги, м; l – длина пути осаждения, м; Fr _ср – фактор разделения, рассчитанный по среднему диаметру; η_э – коэффициент эффективности разделения (η_э = 0,35…0,45 – для центрифуг периодического действия; η_э = 0,2…0,25 – для центрифуг непрерывного действия типа ОГШ); w _о – скорость свободного гравитационного осаждения твердых частиц с размером, равным заданной крупности разделения δ_к .

Средний диаметр потока жидкости в барабане центрифуги определяется из выражения

D _ср = (D _в + D _с)/2, (7.49)

где D _в – внутренний диаметр барабана центрифуги, м; D _с – диаметр слива жидкости, м.

Для центрифуг типа ОГШ, имеющих цилиндроконический барабан, за длину пути осаждения принимают длину цилиндрической части барабана l = L _ц; для центрифуг типа ОМ, ОП, ОГ – длину барабана L.

Фактор разделения, соответствующий среднему диаметру, определяется по зависимости

, (7.50)

где n – частота вращения ротора центрифуги, с^-1.

Скорость свободного осаждения может быть найдена с помощью графической зависимости Ly = f (Ar) (рис. 7.18).

Рис. 7.18. Зависимость критериев Re и Ly от критерия Ar при осаждении одиночной частицы в неподвижной среде:

1 и 6 – шарообразные частицы; 2 – округленные; 3 – угловатые; 4 – продолговатые; 5 – пластинчатые

Критерий Архимеда для заданной крупности разделения записывается в виде

, (7.51)

где δ_к – размер частицы, равный заданной крупности разделения, м; ρ_т и ρ_ж – соответственно плотность твердой и жидкой фаз, кг/м³; µ – динамическая вязкость жидкости, Па·с.

Скорость осаждения w _о рассчитывается из выражения для критерия Лященко:

. (7.52)

Для практических расчетов при значении Ar < 30 скорость осаждения может быть вычислена по формуле Стокса:

. (7.53)

Заключительным этапом расчета центрифуги типа ОГШ является проверка ее пропускной способности по осадку. Максимальная пропускная способность по твердой фазе G _{т max} приводится в технической характеристике центрифуги (табл. 7.14).

Таблица 7.14

Технические характеристики центрифуг

Параметр	Центрифуги обезвоживающие
ОГШ-501К	ОГШ-631К	ОГШ-802К	ОГШ-1001К
Диаметр барабана D, мм Отношение L / D Максимальная частота вращения ротора, об/мин Фактор разделения Fr Расчетная производительность в вы- работке твердой фазы осадка G т , кг/ч Производительность в выработке суспензии, м3/ч	3,6 7-10	3,76	2,2 15-20	3,6

Производительность осадительной центрифуги в выработке твердой фазы

G _т = V _c ρ_с x _т , (7.54)

где V _с – расчетная производительность центрифуги в выработке суспензии согласно (7.48), м³/с; ρ_с – плотность суспензии, кг/м³; x _т – массовая концентрация твердой фазы, доли.

Плотность суспензии определяется по формуле:

. (7.55)