Процесс разделения неоднородных систем неразрывно связан с химической, нефтехимической, металлургической и другими областями промышленного комплекса всего человечества. Целью проведения процесса в производственном цикле может являться очистка жидкостей и газов от механических примесей, классификация частиц по фракционному составу, осветление жидкостей и т. д.
Зачастую, качество проведения данных операций непосредственно влияет на работоспособность всего оборудования, использующего оборотную воду, а также, степень очистки целевого продукта сказывается на его качественных характеристиках [1].
Проблема разделения неоднородных систем стоит не только в промышленном секторе народного хозяйства, но и в вопросах охраны окружающей среды. Очень часто экологи поднимают вопрос загрязнения атмосферы токсичной пылью и засорения гидросферы продуктами деятельности промышленных комбинатов. Поэтому необходимо изучать и совершенствовать способы очистки газов и жидкостей от различных примесей.
На сегодняшний день можно выделить три основные способа осуществления процесса разделения:
1. Разделение в покоящейся среде под действием гравитационных
сил. Данный процесс называется осаждением и имеет ряд
недостатков. В качестве недостатков можно выделить:
- низкую интенсивность процесса;
- высокую металлоемкость аппаратов для осуществления
осаждения.
2. Разделение неоднородных систем с использованием
перфорированных перегородок, на поверхности которых
задерживаются механические примеси, образуя слой осадка.
Такой процесс называется фильтрованием. Основным недостатком фильтрования является необходимость проведения вспомогательных операций (промывка осадка, его просушка и выгрузка), что делает процесс разделения энергоемким[2].
3. Разделение гетерогенных систем в поле центробежных сил. Данный процесс имеет ряд преимуществ перед другими способами разделения. К основным достоинствам центробежного разделения относятся следующие показатели — высокая интенсивность процесса;
- компактность аппаратов для осуществления процесса;
- высокая степень очистки неоднородных систем [3].
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ
Впервые о вопросе интенсификации разделения неоднородных жидкостных систем задумались в середине XIX века. Это было обусловлено необходимостью сокращения времени получения сливок из молока. В то время сливки выделялись путем отстаивания. Этот процесс занимал более 12 часов. В попытке ускорить процесс отстаивания немецкий ученый Лефельд раскручивал сосуд с молоком вокруг оси. Вращательное движение индуцировало центробежную силу, под действием которой происходило разделения молока на две составляющие – сливки и обезжиренное молоко.
Системы автоматического контроля очистки сточных вод
... процессов. Принцип дифференциации предполагает разделение производственного процесса на отдельные части (процессы, ... систему управления При определении экономической эффективности внедрения средств механизации и автоматизации ... предприятия. Целесообразность концентрации однородных работ на отдельных участках производства ... на коммунальные услуги (электроэнергию, воду и т.п.), руб.; годовые ...
Этот метод взял на вооружение швейцарский изобретатель Густав де Лаваль и в 1887 году запатентовал первый центробежный сепаратор для разделения гетерогенных жидкостных систем. Конструкция аппарата представляла собой цилиндрический корпус с вращающейся чашей внутри. Агрегат работал в непрерывном режиме и позволял повысить производительность в сотни раз по сравнению с предыдущим методом производства сливок.
Рисунок 1 — Сепаратор Де Лаваля
Сепаратор Де Лаваля послужил прототипом первых центрифуг. Изучением процесса центрифугирования начал заниматься в 1895 году английский физик Бредик, проводя эксперименты по разделению газовых смесей с различной молекулярной массой. Опираясь на полученные Бредиком данные Фрэнсис Уильям Астон (английский физик) проводит в 1919 году ряд успешных экспериментов по разделению изотопов неона в газовой центрифуге. в ходе исследований центрифуги показали хорошие данный по разделяющей способности, производительности и скорости проведения процесса, что и обусловило дальнейшее развитие как их конструктивного исполнения так и изучение самого процесса центробежного разделения.
В 1920 году американский учѐный профессор Бимс со своими коллегами проводят ряд успешных экспериментов в центрифуге с высоким вакуумом. С этого момента начинается изучение вакуумного центрифугирования [4].
В 1941 году немецкий инженер Рихард Кун подробно изучил конструкции центрифуг, существующие на тот момент времени, и предложил теоретическое описание процесса центрифугирование. Согласно этому описанию, наиболее перспективной оказалась противоточная центрифуга американского физика Гарольда Клейтона Юри, разработанная им в 1939 году. Данная конструкция разрабатывалась для обогащения изотопов урана в попытке создать ядерное оружие. При более тщательном изучении данной центрифуги были обнаружены существенные недостатки, такие как, высокая энергоѐмкость процесса, недостаточная надежность корпуса аппарата введу высоких скоростей вращения ротора. Учитывая эти недостатки, в США и странах Европы были приостановлены разработки газовых центрифуг для атомной промышленности.
Ситуация изменилась после 1956 года, когда группа немецких учѐных, в которую входили Макс Штеенбек, Гернот Циппе и др., предложила конструкцию центрифуги, состоящей из тонкостенного ротора, опорной подвижной иглы, закрепленной на металлической плите. Плита имела эластичную центровку и была оборудована гидроамортизатором. Для удержания тонкостенного ротора в вертикальном положении конструкцией было предусмотрено магнитное устройство, находящееся в верхней части ротора. Подача газа в рабочую зону аппарата осуществлялась через неподвижную трубку. В качестве привода для вращения ротора использовался синхронный электродвигатель. За счет этого вращения происходило разделение потока газа на две составляющие, которые отводились из аппарата с помощью двух отборных систем, расположенных на концах ротора.
Технологический процесс сборки ротора асинхронного двигателя АД160М
... курсового проекта заключается в разработке технологического процесса изготовления ротора проектируемого двигателя при заданной программе асинхронных двигателей АД160М4 в год. ... Служебное назначение и особенности конструкции ротора Ротор — важная часть электрической ... которое во всех режимах работы остается практически круговым. Конденсаторные ... и других затрат. На ремонт и обслуживание этих двигателей ...
Данная конструкция позволяла резко снизить энергозатраты на проведение процесса, а также уменьшить силы трения в опорных подшипниках.
Аппарат получил название ультрацентрифуга.
С тех пор прошло полвека, однако, конструкция и принцип работы газовых центрифуг мало изменились. В центрифугах последних поколений стали применяться сложные композитные материалы, которые уменьшили вес аппаратов а, соответственно снизили затраты энергии на раскручивание ротора. Также стали применяться дополнительные защитные оболочки позволяющие повысить безопасность эксплуатации высокоскоростных машин и увеличить их надѐжность. Все эти мероприятия дали возможность продлить срок службы аппаратов до десяти лет.
Рисунок 2 – Каскад центрифуг четвертого поколения
Рассмотрим развитие процесса центрифугирования в нашей стране.
В России аппараты для центробежного разделения неоднородных систем стали осваиваться в начале ХХ века. Первые центрифуги изготавливались в сухумской машиностроительной мастерской и имели клепанные корпуса с возможностью ручной выгрузки осадка. Эти машины предназначались для горнодобывающей промышленности в шахтах Донбасса, металлургической и пищевой промышленности в производстве сахара.
На первом этапе развития, производство центрифуг было мелкосерийным, поскольку в то время предпочтение отдавалось импортным аналогам. В период гражданской войны 17 года основные производства были разрушены, а все работы по разработке новых конструкций, отложены до лучших времен.
К идеи центробежного разделения вернулись в 1925 году, когда в стране бурно развивалась угольная промышленность. В 1930 году советские ученые на базе Сумского машиностроительного заводу им. Фрунзе приступают к разработке центрифуг для военной и химической промышленности. В это время в Экспериментально-конструкторском институте химического машиностроения была предложена конструкция саморазгружающейся центрифуги.
В конце 30-ых годов на сухумском заводе организовано серийное производство высокоскоростных машин для разделения газов (сверхцентрифуги), а так же центрифуг со встроенным электродвигателем.
В период Великой Отечественной войны в СССР была создана лаборатория центрифуг, в которой проводились изучения процесса центрифугирования с теоретической разработкой основных законов этого процесса. Лабораторию возглавил кандидат технических наук Соколов И. В. Именно в этот период времени было проведено обоснование типоразмеров центрифуг, подлежащих производству. Одним из фундаментальных трудов сотрудников лаборатории считается работа «Современные тенденции в центрифугировании» опубликованная в 1945 году.
Начиная с 1946 года в Советском Союзе разрабатываются высокопроизводительные центрифуги, сборка которых осуществляется на Сухумском машиностроительном заводе имени Фрунзе. В этот период были созданы осадительные центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой тяжѐлых осадков, фильтрующие центрифуги непрерывного действия с пульсирующей выгрузкой осадка, трѐхколонные фильтрующие центрифуги периодического действия.
Рисунок 3 – Осадительная центрифуга непрерывного действия со
шнековой выгрузкой осадка [6]
Способы и аппараты очистки отходящих газов от пыли. Методы очистки от пыли
... вторичного газа запыленных газов. Как и у циклонов, эффективность вихревых аппаратов с увеличением диаметра падает. Могут быть батарейные установки, состоящие из отдельных мультиэлементов диаметром 40 мм. Динамические пылеуловители. Очистка газов от пыли ...
Современные отечественные центрифуги мало чем отличаются от машин первых поколей. Основным преимуществом стало применение композитных материалов, что делает конструкцию аппаратов более лѐгкой и надѐжной. За счѐт снижения веса произошло увеличение срока службы высокоскоростных машин.
Если провести сравнение отечественных и зарубежных центрифуг, то будет видно, что российские машины больше в диаметре и меньше по высоте. Однако скорость вращения ротора значительно выше, чем у европейских и американских. Эти конструктивные решения обусловлены увеличением производительности аппаратов для центробежного разделения.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЦИКЛОНИРОВАНИЯ
В начале ХХ века в США возникает идея использования центробежных сил для очистки газов от механических примесей. В 1886 году американский инженер О. М. Мерсе предлагает конструкцию циклонапылеулавителя, которая позволяет удалять твердые частицы из газа с помощью закручивания потока в корпусе аппарата.
Рисунок 4 – Циклон-пылеуловитель
Первый циклон состоял из цилиндро-конического корпуса, тангенциального входного патрубка и штуцеров для отвода очищенного газа и выведения механических примесей в сборник для пыли. Аппарат работал в непрерывном режиме, однако, выгрузка механических примесей из приѐмного бункера осуществлялась периодически, по мере его заполнения.
В основе работы аппарата заложен принцип использования центробежной силы, которая возникает во время закручивания потока газа в корпусе аппарата. Под действием этой силы твердые частицы отбрасываются к стенке циклона и осаждаются в пылесборник, а очищенный газ удаляется через верхний патрубок. Основными достоинствами данного аппарата являются простота и надежность конструкции, а также отсутствие вращающихся частей, что делает процесс очистки энергоэффективным.
Большой вклад в изучение аппаратов с закрученными потоками внес инженер Майзель, который описал работу циклона следующим образом: «Работа циклона основана на центробежной силе. В цилиндрический сосуд с коническим дном подается по касательной с большой скоростью газ. Взвешенные частицы в результате вращения газа отбрасываются к стенкам и падают вниз, а газ уходит вверх через центрально расположенную трубу.
Степень очистки, достигаемая при применении циклона, при рациональной конструкции может доходить до 90% при частицах размера около 0,1 мм. При меньших размерах взвешенных частиц степень очистки в циклоне значительно падает. Для уменьшения завихрения циклонам придают вид простой или сложной улитки. Нормально скорость газа во входном патрубке циклона изменяется в пределах 7-20 м/с».
Другим видным ученым, занимающийся изучением процесса циклонирования был немец Шильде. Он изучал гидродинамику закрученных потоков и предложил конструкцию аппарата, которая позволяла повысить степень очистки газов. Схема его аппарата приведена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Циклоны Шильде
Шильде предлагает удерживать скорость газа во входном патрубке 1520 м/сек. По его мнению, именно эта скорость обеспечивает максимальную степень очистки газов от твердых частиц.
Для нефтеперерабатывающей промышленности была предложена конструкция циклонного аппарата с радиальным вводом потока газа. Изобретателем этой конструкции был Файфель. Особенность его изобретения заключается в том, что газ с твѐрдыми примесями подается в аппарат через тангенциальное отверстие, расположенное в средней части корпуса циклона. Очищенный газ отводится через отверстие, находящееся в верхней крышке аппарата. В ходе такого разделения происходит концентрирование механических примесей, а затем эта пыль отводится через щелевые отверстия в торцевых крышках. Основным недостатком такой конструкции является низкая надежность аппарата из-за быстрого забивания отверстий для отвода концентрата пыли.
Анализ и исследование способов очистки от вредных выделений при ...
... труда на производстве сплавов на основе цинка, применение систем фильтрации, очистки, вентиляции, местных отсосов является актуальным. 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР [Электронный ... получения качественных отливок широко применяют различное рафинирование: ликвационное рафинирование, рафинирование газами, химическое рафинирование, электрохимическое рафинирование, метод зонной перекристаллизации. При применении ...
1 – Входное отверстие; 2 – Выходное отверстие очищенного газа; 3 –
Кольцевое отверстие выхода пыли.
Рисунок 6 – Циклонный аппарат Файфеля
Следующим этапом развития циклонных аппаратов являются 40 – 50 годы ХХ столетия. В это был разработан цилиндрический циклонный аппарат ЛИОТ. Этот аппарат имел высокую производительность (до 17500 м3/ час), но низкую эффективность. Конструкция применялась для грубой очистки воздуха от неволокнистой пыли и древесных опилок.
Рисунок 7 — Циклонный аппарат ЛИОТ
На рисунке 8 изображены циклонные аппараты последних поколений. Основными конструктивными отличиями является способ ввода, угол конусности размер цилиндрической части. Однако, несмотря на их конструктивные отличия, способ проведения разделения остаѐтся одинаков для всех конструкций.
Рисунок 8 – Конструкции современных циклонных аппаратов
Несмотря на внешнюю простоту, в циклонных аппаратах происходят сложные аэродинамические процессы, которые до сих пор недостаточно изучены. Теоретические методы расчѐта не дают полного ответа на вопросы, связанные с проектированием циклонов, и не позволяют определить оптимальные геометрические параметры. Поэтому в различных отраслях промышленности распространены разнообразные конструкции одинарных, групповых и батарейных циклонов, разработанных на основе экспериментальных исследований [7].
Основными параметрами, характеризующими работу циклона, являются степень очистки, гидравлическое сопротивление и фактор разделения, которые зависят от конструктивных особенностей аппарата и скорости движения газового потока во входном патрубке.
Введу отсутствия адекватного теоретического обоснования процесса центробежного разделения в циклонных аппаратах, был разработан огромный модельный ряд этих аппаратов.
Анализируя течение газового потока в циклоне можно выделить несколько характерных зон. Длинная кольцевая зона 1 негативно сказывается на разделяющей способности аппарата. На выходе из циклона в зоне 2 скорости газа в трѐх основных направлениях являются величинами одного порядка. В зоне 3 возникает центральная тороидальная область рециркуляции выходного потока. Утопленная выхлопная труба 4 снижает диффундирующую способность частиц пограничного слоя вдоль верхней крышки циклона. Наличие пограничного слоя у нижней торцевой стенки 5 оказывает существенное влияние на эффективность работы аппарата. В связи с этим еѐ выполняют конусной. В зоне 6 происходит вихревое движение потока газа. Меняется вихревое направление движения вихря, и окружная скорость значительно больше, чем две другие. Тангенциальный входной патрубок расположен в зоне 7. Область сильного поля центробежных сил вблизи стенки 8 обеспечивает высокую сепарационную способность и увеличивает время пребывания частиц в аппарате [8].
1 – Кольцевая зона; 2 и 3 – Зоны на выходе из аппарата; 4 – Выхлопной патрубок; 5 – Зона пограничного слоя; 6 – Зона обращения движения; 7 –
Теплообменные аппараты. Типы теплообменных аппаратов
... из следующих основных требований, предъявляемых к теплообменным аппаратам. Важнейшим требованием является соответствие аппарата технологическому процессу обработки данного продукта; это достигается при ... жидкость-жидкость". Например, греющая жидкость поступает в аппарат через патрубок С, протекает по спирали и покидает аппарат через осевой патрубок D, а нагреваемая жидкость поступает в аппарат ...
Входной патрубок; 8 – Зона разделения
Рисунок 9 – Схема течения газа в циклоне
Параллельно с развитием процесса циклонирования развивалось гидроциклонирование. Изучив конструкцию циклона, американец Е. Бритни предложил разделять суспензию в этом аппарате. В 1891 году он подал заявку на патент аппарата, который назвал – гидроциклон. Работа этого аппарата основывалась на тех же принципах что и работа циклона, но гидродинамика в аппарате сильно отличалась от аэродинамики циклонных аппаратов.
Начиная с этого времен и до 1939 года было получено большое количество патентов на различные конструкции аппаратов циклонного типа, но эти конструкции в промышленности применялись очень редко. Первые аппараты были использованы для сгущения пульпы на фосфатных фабриках в США.
К концу 30-тых годов горно-обогатительные комбинаты берут на вооружение цилиндроконические гидроциклоны для сгущения пульп и очистки угля. В это же время британской компанией «Powell Duffryn» начаты испытания по использованию гидроциклонных аппаратов вместо грохотов. В своей работе компания добилась хороших результатов и получила патент на аппарат со сменной насадкой. Это мероприятие позволило продлить срок эксплуатации гидроциклона за счѐт повышения стойкости к абразивному износу.
Самый плодотворный период развития гидроциклонной тематики был с 1939 по 1948 годы, когда компания DSM и M.G.Driessen совместными усилиями добились эффективного использования гидроциклонов в процессе обогащения угля. Также, в 40-е годы гидроциклоны начали промышленно использоваться для очистки воды, удаления твердых включений из буровых растворов, а также, для сгущения, в процессе обогащения полезных ископаемых. В 1944г. компания Humphrey Investment используя опубликованные научные работы M.G.Driessen изобрела центрифигу Humphrey — первый промышленный гидроциклон большого диаметра с цилиндрической частью, так как первые гидроциклоны DSM не имели цилиндрической части вплоть до 1948г.
Следует отметить, что патенты компании DSM были приобретены компанией Stamicarbon N.V., которая в свою очередь передала лицензию на производство гидроциклонов таким компаниям, как Heyl Patterson, для использования в процессе обогащения угля, и Dorr (позже — Dorr Oliver) для использования в процессе обогащения других полезных ископаемых.Компания Dorr начала массовый выпуск своих гидроциклонов под маркой Dorrclone в 1948г.
В то же время, компания Stamicarbon продолжила свои исследования в этой тематике и в 1948 году получила патент на технологию использования гидроциклонов для разделения жидкостей, а также, патент на регулируемую песковую насадку гидроциклона, выполненную из эластомерных материалов.
К концу 40-х годов, когда интерес добывающих компаний к гидроциклонам стал расти, другие компании, кроме Dorr, стали начинать производство гидроциклонов. Так, в 1948 году American Cyanamid начала экспериментировать c гидроциклонами DSM маленького диаметра и продолжала свою работу в этом направлении вплоть до 1950 года, когда передала все права на технологию Kelly Krebs. После чего он уволился из American Cyanamid и основал свою собственную компанию — Equipment Engineers (позже — Krebs Engineers) в Сан-Франциско, Калифорния.Именно эта компания, начиная с 50-х годов, стала лидером в производстве гидроциклонов, захватив рынок у компаний-пионеров в этой области — в первую очередь у Dorr Oliver.Тогда же, в 50-х годах, Krebs Engineers начинают экспериментировать с эвольвентым типом питания, а также с различными видами резиновых футеровок гидроциклонов.
Процессы и аппараты нефтегазопереработки
... и жидкости. Известные равновесные данные для конкретной смеси позволяют проанализировать возможность разделения этой смеси, найти предельные концентрации разделения и рассчитать движущую силу процесса. Аппараты, ... со сливными патрубками. Перегородки последнего типа более эффективны. Аппараты, в которых поверхность фазового контакта развивается потоками газа и жидкости. В эту группу аппаратов входят ...
Следует отметить, что принципиальная конструкция гидроциклонов значительно не изменилась с 50-х годов XX века. В СССР массовое производство гидроциклонов началось в 1959 году.
В современной технической литературе по гидроциклонироваю отражены процессы, протекающие в цилиндро-конических гидроциклонах. Эти аппараты представляют собой простую по устройству конструкцию, состоящую из двух основных частей: цилиндрической с плоской крышкой и конической. В цилиндрической части расположен входной патрубок, с помощью которого осуществляется подача исходной суспензии в корпус аппарата. Для отвода осветленной жидкости служит сливной патрубок [9].
В нижней части конуса находится насадка для вывода осадка или сгущенного продукта.
Очищаемая жидкость центробежным насосом подаѐтся под давлением в корпус аппарата. В любой пространственной ориентации гидроциклона более крупные и тяжелые частицы движутся к вершине конуса и отводятся через песковый патрубок, а более мелкие и лѐгкие – движутся в противоположном направлении и удаляются из аппарата через сливной патрубок.
1 – Цилиндрический корпус; 2 – Крышка; 3 – Коническая часть; 4 –
Входной патрубок; 5 — Сливной патрубок; 6 – Песковый патрубок
Рисунок 10 – Схема разделения суспензии в цилиндро-коническом
гидроциклоне
Метод разделения частиц твердой фазы широкого диапазона крупности и удельного веса основан главным образом на различии в движении этих частиц под действием центробежной силы инерции, силы сопротивления движению и воздействии возможных случайных факторов (стесненное движение частиц, особенно в нижней части гидроциклона, турбулизация потока, возникающая в различных зонах аппарата при изменении режимов его работы) [10].
При работе гидроциклона в нѐм образуется класс частиц определѐнной промежуточной крупности (или удельного веса).
Частицы этой узкой фракции непрерывно циркулируют в рабочей части аппарата, не выходя из него. Размер этих частиц принято называть граничной крупностью разделения. Скопление мелких частиц у вершины конуса препятствует перемещению более крупных и тяжелых зерѐн к разгрузочной насадке и тем самым оказывает заметное влияние на процессы разделения.
Частицы, которые неспособны под действием центробежных сил преодолеть силы сопротивления радиального потока несущей среды, перемещаются к оси гидроциклона и, попадая во внутренний восходящий поток, разгружаются через сливной патрубок.
Ι – Внешняя зона; ΙΙ – Внутренняя зона; ΙΙΙ – Зона разряжения
(воздушный столб)
Рисунок 11 – Схема движения потоков в гидроциклоне
На рисунке 11 представлена схема движения двух основных потоков. В периферийной зоне 1 поток жидкости, вращаясь с большой скоростью, движется вниз к вершине конической части гидроциклона. Небольшая часть жидкости при этом выходит через песковый патрубок 6, основное же количество еѐ изменяет траекторию своего движения и, образуя внутренний восходящий поток (зона ΙΙ), поднимается вверх и удаляется из гидроциклона через сливной патрубок 5.
Расчет и проектирование гидроциклона для комплексной технологии ...
... тангенциально подается в гидроциклон. При вращении в нем жидкости на частицы действуют центробежные силы, отбрасывающие тяжелые частицы к периферии потока. Чем больше разность плотностей, тем лучше разделение. 2.2 Физико ... в связи с чем практически в каждом отдельном случае при выборе общей схемы канализации объекта требуется проработка проектных решений, а также проведение научно-исследовательских ...
При движении внешнего потока к вершине конуса из него выделяется часть жидкости, которая, перемещаясь в радиальном направлении, вливается во внутренний восходящий поток [11].
Во время работы аппарата в его корпус через песковый патрубок подсасывается большое количество воздуха, который вместе с газом, выделяющимся из жидкости, образует вдоль оси зону разряжения ΙΙΙ (воздушный столб).
Восходящий поток, в котором концентрируются лѐгкие или мелкие частицы разделяемого материала, ограничен с внутренней стороны этой зоной разряжения. Поэтому форма и размеры воздушного столба имеют существенное значение для работы гидроциклона в разных режимах и зависят от ряда факторов. Кроме того на размеры воздушного столба оказывает влияние угол конусности. При прочих равных условиях диаметр воздушного столба возрастает с увеличением угла конической части. С ростом давления питания, уменьшением отношения диаметров сливного и разгрузочного отверстий форма воздушного столба приближается к цилиндрической. Но все же, как отмечают многие исследователи, размер воздушного столба определяется в основном диаметром сливного патрубка.
Причиной возникновения воздушного столба является разрыв сплошности потока жидкости из-за больших значении тангенциальных скоростей вблизи оси гидроциклона и выделения мельчайших газовых пузырьков из потока в результате сильного вихреобразования.
Таким образом, в гидроциклоне кроме двух основных вращающихся потоков жидкости (внутреннего и внешнего) образуется третий — в виде воздушного столба. Однако, такое представление о движении жидкости в гидроциклоне весьма приближенно. В действительности гидродинамическая обстановка в аппарате значительно сложнее, так как наряду с круговыми токами возникают радиальные, циркуляционные и вертикальные потоки и вихри, совокупность которых существенно осложняет приведенную выше схему движения среды в аппарате.
Процесс разделения частиц в цилиндрическом гидроциклоне происходит главным образом во внешнем потоке. В связи с этим наибольший интерес представляет движение жидкости и твердых частиц именно в этой зоне аппарата.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Необходимость разделения неоднородных жидкостных и газовых систем возникает во многих отраслях народного хозяйства. Целью всех этих процессов является выделение механических примесей из дисперсионной среды. Для решения данной задачи существуют различные методы, однако центробежное разделение обладает существенными преимуществами перед другими способами разделения.
Выбор аппаратов для проведения центробежного разделения зависит от многих факторов и требований технических регламентов конкретных производств.
Для достижения максимальной степени очистки жидкости и газов целесообразно применять центрифуги. Однако эти машины слишком энергоѐмкие, сложны в устройстве и прихотливы в эксплуатации.
С целью снижения энергозатрат на проведение процесса разделения эффективнее использовать аппараты циклонного типа. Они просты в эксплуатации, надежны но их разделяющая способность весьма ограничена.
Колонные аппараты
... кипятильник кубовой жидкости, холодильники дистиллята и кубового остатка, сборники продуктов разделения и насосное оборудование. Основным аппаратом установки ... приведена на рисунке 2.1 и чертеже общего вида. Колонные аппараты, работающие при атмосферном давлении и давлении до ... части. Для подачи и отвода соответствующих технологических потоков колонна снабжена штуцерами. Кроме этого на колонне ...
По моему мнению, наиболее перспективным является развитие конструкций аппаратов циклонного типа. Усовершенствование этих аппаратов позволит добиться максимальной степени очистки неоднородных систем с минимальными энергозатратами.Учитывая приоритетные направления современной промышленности можно сделать вывод, что использование циклонных аппаратов на очистных сооружения дает возможность повысить их энергоэффективность, надежность и продлить срок эксплуатации основного и вспомогательного оборудования.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/apparat-tsiklon/
