85. Центрифугування, основні поняття. Принцип дії і класифікація цен-трифуг.

Центрифугування – це процес розділення неоднорідних систем (емуль-сій і суспензій) під дією відцентрових сил з використанням суцільних або про-никних для рідини перегородок. Процеси центрифугування проводяться в ма-шинах, які називаються центрифугами.

Простий вид центрифуги – це вертикальний циліндровий ротор із суціль-ними або перфорованими бічними стінками. Ротор закріплюється на вертикаль-ному валу, який обертається завдяки електродвигуну. Поміщається ротор у ци-ліндровий нерухомий кожух зі спільною віссю обертання, закривається криш-кою, яка при потребі знімається; на внутрішній поверхні ротора з перфорова-ними стінками знаходиться фільтрувальна тканина або тонка металева сітка.

Під дією відцентрових сил суспензія розділяється на осад і рідку фазу, яка називається фугатом. Осад, залишається в роторі, а рідка фаза видаляється з ньо-го.

За значенням чинника розділення центрифуги можна умовно поділити на дві групи: нормальні центрифуги (ÊР < 3500) і надцентрифуги (ÊР > 3500). Нормальні центрифуги застосовуються переважно для розділення різних суспензій, за винятком суспензій із дуже малою концентрацією твердої фази, а також для видалення вологи із штучних матеріалів. Надцентрифуги служать для розділення емульсій і тонкодисперсних суспензій.

Нормальні центрифуги можуть бути відстійними і фільтруючими.

Надцентрифуги є апаратами тільки відстійного типу і поділяються на трубчасті надцентрифуги, які використовуються для розділення тонкодисперс-них суспензій, і рідинні сепаратори, які використовуються для розділення ему-льсій.

По розташуванню осі обертання розрізняють вертикальні, похилі і го-ризонтальні центрифуги. Вал ротора вертикальної центрифуги має опору внизу або підвішується зверху.

Залежно від організації процесу центрифуги бувають періодичної дії і безперервно діючі.

86. Відцентрова сила, фактор розділення, індекс продуктивності центрифуг.

У загальному випадку розділення суспензій у відстійних центрифугах складається із стадій осадження твердих частинок на стінках ротора і ущільнення осаду, що утворився. Перша з цих стадій протікає за законами гідродинаміки, друга – за закономірностями механіки ґрунтів (пористих середовищ).

Процеси розділення суспензій у відстійниках і відстійних центрифугах істотно розрізняються. У відстійниках гравітаційне поле однорідне, а інтенсивність поля відцентрових сил, як випливає з виразу (5.39), зростає із наближенням частинки до периферії ротора. Це призводить до того, що при обертанні ротора на частинку діє зростаюча відцентрова сила, а це зумовлює прискорення її руху. У відстійниках частинки проходять через постійні за площею поперечні перерізи плоского шару рідини, а у відстійних центрифугах вони переміщаються через зростаючі за площею поперечні перерізи кільцевого шару. Тому закономірності процесів у відстійниках не можна поширити на процеси у відстійних центрифугах.

Розподільна здатність відстійних центрифуг характеризується індексом продуктивності ∑, який є добутком площі циліндрової поверхні осадження F у роторі на чинник розділення KP. ∑=F