Математическое моделирование процесса разделения тонкодисперсных суспензий на криволинейных насадках

• Автор: Прокопенко, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 150 с. : ил

1.1. Существующие конструкции роторнопленочных центрифуг

1.2. Обзор теоретических исследований процесса течения неньютоновской жидкости по поверхности центробежных насадок
1.3. Обзор экспериментальных исследований процесса течения неньютоновской жидкости по поверхности центробежных насадок.
1.4. Обзор теоретических исследований процесса разделения тонкодисперсных суспензий на роторнопленочных центрифугах
1.5. Обзор экспериментальных исследований процесса разделения тонкодисперсных суспензий на роторнопленочных центрифугах.

Постановка задачи настоящего исследования

Глава 2. Теоретические исследования процесса разделения тонкодисперсных суспензий на роторнопленочных центрифугах
2.1. Физическая модель процесса разделения тонкодисперсных суспензий на криволинейных насадках
2.2. Математическая модель процесса разделения тонкодисперсных суспензий на криволинейных насадках.
Глава 3. Теоретические исследования процесса течения неньютоновской жидкости по внешней поверхности криволинейной насадки
3.1. Физическая модель процесса течения неньютоновской жидкости по внешней поверхности криволинейной насадки.
3.2. Математическая модель процесса течения неньютоновской жидкости по внешней поверхности криволинейной насадки.
3.3. Определение распределения поля скоростей, давления и толщины пленки неньютоновской жидкости, текущей по внешней поверхности криволинейной насадки
3.4. Определение основных гидродинамических параметров работы центро
бежньх насадок.
3.5. Определение основных технологических параметров работы роторнопленочных центрифуг.
Глава 4. Экспериментальное исследование процесса разделения тонкодисперсных суспензий на роторнопленочных центрифугах
4.1. Требования к конструктивному оформлению экспериментальной установки и ее описание
4.2. Методика определения толщины пленки неньютоновской жидкости
4.3. Методика определения мощности, затрачиваемой на привод центробежной насадки.
4.4. Методика экспериментальных исследований процесса разделения гонкодисперсных суспензий.
4.5. Оценка ожидаемой погрешности экспериментальных результатов
4.6. Анализ результатов экспериментального исследования
Г лава . Методика инженерного расчета тонкопленочного разделения
на роторнопленочных центрифугах.
5.1. Методика расчета процесса разделения тонко дисперсных суспензий на
роторнопленочных центрифугах
Выводы по работе.
Список использованной лигературы.
Приложение.
Введение


Конструкция центрифуги включает в себя неподвижный корпус и насадку с кривизной боковой поверхности, обеспечивающий безотрывное течение пленки жидкости до его кромки. Исходная суспензия, непрерывно поступающая через питающую трубу в центр быстро вращающейся насадки, течет тонкой пленкой по ее наружной поверхности к периферии и, достигнув кромки насадки, сбрасывается в сборник фугата. Твердые частицы под действием центробежных сил инерции всплывают к поверхности пленки и, преодолев силы поверхностного натяжения жидкости, вылетают из пленки и собираются в приемнике осадка. Снабжение корпуса центрифуги несколькими кольцевыми перегородками рис. При этом фракции крупных частиц попадают в верхний приемник, более мелкие частицы попадают в ниже расположенные приемники осадка, а текущая мелочь уходит с фугатом. Количество фракций определяется числом приемных фракций. Однако как отмечает В. И. Батуров рассмотренным выше конструкциям присущ существенный недостаток. Насадки этих аппаратов имеют кратерообразное углубление, при движении, в котором твердые частицы под действием центробежных сил инерции прижимаются к стенкам насадки и вызывают ее абразивный износ. Увеличение радиуса сопряжения приводит к уменьшению высоты насадки и как следствие площади разделительной поверхности, т. Советскими исследователями предложен ряд решений, позволяющих повысить производительность и улучшить качество работы роторнопленочных центробежных аппаратов , . На рис. Исходную суспензию через патрубок подают в кратерообразное углубление вращающейся насадки, где под действием центробежной силы твердые частицы отбрасываются к ее боковой поверхности и вместе с частью жидкой фракции в виде сгущенной суспензии перетекают на разделительные коническую боковую поверхность, где и происходит выделение твердых частиц из пленки жидкости. Твердая фракция попадает в приемную камеру осадка, а жидкая фаза стекает до кромки насадки и через дворник фугата отводится на слив. Часть осветленной жидкости получающаяся в кратерообразном углублении при предварительном сгущении суспензии, минуя разделительную коническую поверхность, отводи гея на слив через отверстия сквозной трубки. Следующее устройство, изображенное на рис. При вращении насадки суспензия под действием сил адгезии и центробежных сил поднимается из питателя и образует на поверхности насадки тонкую жидкую пленку суспензии, причем обтекатель забирает своей наружной поверхностью только такое количество суспензии, которое соответствует частоте вращения насадки, т. В случае изменения концентрации твердой фазы количество суспензии, забираемое обтекателем, может регулироваться также глубиной его погружения в питатель по оси его вращения. Твердые частицы, содержащиеся в суспензии, под действием центробежной силы отрываются с поверхности пленки и сбрасываются в приемные камеры, не доходя до кромки тела вращения, жидкая фракция течет к периферии до кромки тела вращения, и сбрасывается в камеру для сброса жидкой фракции. На рис. Сепаратор делится на две части, расположенные на одной общей оси первая часть находится снизу и выполняет грубую сепарацию, вторая часть верхняя, выполняет тонкое разделение фаз. Нижняя часть сепаратора погружается в верхние слои сепарируемой жидкости. С помощью вращающегося тела происходит подъем жидкости вверх поверхности конуса. Крупные твердые примеси удаляются из жидкости под действием центробежных сил. В средней части вращающегося тела имеется поверхностная канавка, которая изменяет движение поднимающейся жидкости. Жидкость, достигшая верхней части вращающегося тела, подвергается тонкой сепарации. Частицы жидкости с большой массой, оторвавшись от поверхности вращения верхней части, через щель попадают в выходной канал сепаратора. Частицы жидкости с малой массой, поднявшись выше, выбрасываются также через щель в выходной канал сепаратора, расположенную выше. Вращающееся тело связано с двигателем с помощью вала и цилиндрического прижима. Процесс сепарации зависит от верхнего диаметра вращающегося тела, скорости вращения двигателя, вида и размера поверхностной канавки. Однако такие конструкции не нашли практического применения, т.