北京化工大学：《过程流体机械》课程电子教案（PPT教学课件）离心机课件讲稿

§5禽心机 2023/11/4 第5章

2023/11/4 第5章 1 §5离心机

§5.1离心机的典型结构 及工作原理 2023/11/4 第5章

2023/11/4 第5章 2 §5.1离心机的典型结构 及工作原理

§5.1.1分离的种类 及离心机的典型结构 分离的方法 ▣化学法 ▣物理法 a 电学法 +分离物料分为 ■均一系混合物：见 a非均一系混合物机械分离：见 +离心力场与重力场比较：见 +适合处理的物料：见 2023/11/4 第5章

2023/11/4 第5章 3 §5.1.1分离的种类 及离心机的典型结构 分离的方法 化学法 物理法 电学法 分离物料分为 均一系混合物：见 非均一系混合物机械分离：见 离心力场与重力场比较：见 适合处理的物料 ：见

§5.1.2分离因数和离心力场的特点 +一、分离因数 ■定义 Fr=mRo2 Ro2 mg 8 +注意： a①Fr是离心机的性能参数。 ●Fr7,分离越快越好（分离效果好) Fr 适合分离的物料 100~700 分离10~50μm颗粒 600≈1000 织物脱水 Fr更高 分离粒度大，高分散度 2023/11/4 第5章

2023/11/4 第5章 4 §5.1.2分离因数和离心力场的特点 一、分离因数 定义—— 注意： ①Fr是离心机的性能参数。 Fr↗，分离越快越好（分离效果好）。 Fr 适合分离的物料 100～700 分离10～50μｍ颗粒 600～1000 织物脱水 Fｒ更高 分离粒度大，高分散度 g R m g m R Fr 2 2   = =

②提高Fr的途径 ●R入 R太大，转鼓受力不好。一般，高速时，R小，h大； ●0刀 ■ o大，F,但受强度、密度的限制。 ③比较 ●离心力场一力可变，速度快： ●重力场—力不变，速度慢。 ④比较 ●离心过滤 ■只有部分空间受力（转鼓），只要求转鼓的强度、密封。 简单。 ●压力过滤 ■所有空间受力，要求所有部件强度高，密封好。复杂。 2023/11/4 第5章

2023/11/4 第5章 5 ②提高Fr的途径 R↗ R太大，转鼓受力不好。一般，高速时，R小，ｈ大； ω↗ ω大，Fr↗↗，但受强度、密度的限制。 ③比较 离心力场——力可变，速度快； 重力场——力不变，速度慢。 ④比较 离心过滤 只有部分空间受力（转鼓），只要求转鼓的强度、密封。 简单。 压力过滤 所有空间受力，要求所有部件强度高，密封好。复杂

二、转鼓内的液体回转面 日转鼓转起，取一液体微元：见图 88- de Fc mro dy ro dr G mg dr 8 r'o2 y= +C 2g a边条件：r=ro,y=O。见图 ∴.0= +C 2g 2- C=- ,0 2g 则y= 2 2g 2023/11/4 第5章

2023/11/4 第5章 6 二、转鼓内的液体回转面 转鼓转起，取一液体微元 ：见图 边界条件：r＝ro，y=0。见图 m g m r G F d r d tg C 2    = = = g r dr dy 2  = C g r y = + 2 2 2  ( ) 2 0 2 2 2 2 0 2 2 0 2 2 2 0 r r g y g r C C g r = − = −  = +    则

a特殊地，=r处，，得 y=Hg(2-） 2g 2gH 2 2 +r aw77,则 2gH ⑦2 →0 a则1≈0 2023/11/4 第5章

2023/11/4 第5章 7 特殊地，r=r1处，，得 ω↗↗，则 则 ( ) 2 0 2 1 2 2 r r g y = H −  2 1 2 0 2 r gH r = +  0 2 2   gH 1 0 r  r

+三、离心液面压力 力平衡方程 p+dp 在鼓内物料中任取一单元体或微 分体积，其体积为： dy dV =(r+- a的 图：鼓内物料中任一微分体 因其以角速度ω旋转运动，故旋 转产生的离心力为 oav(rr+ dryo'dedrdy 微分体积上压力的径向平衡条件 为： prdedy p(r+ rdedrdy-(p+dpYr+dr)d0d 2023/11/4 第5章 8

2023/11/4 第5章 8 三、离心液面压力 力平衡方程： 在鼓内物料中任取一单元体或微 分体积，其体积为： 因其以角速度ω旋转运动，故旋 转产生的离心力为 微分体积上压力的径向平衡条件 为： d drdy dr dV r )  2 = ( + d drdy dr r dr dV r     2 2 2 ) 2 ) ( 2 ( + = + d drdy p dp r dr d dy dr prddy  r )   ( )( )  2 ( 2 2 + + = + + dθ 图：鼓内物料中任一微分体

忽略二次项，化简得。 dp =Or01 dr r2+C 2 边界条件，=1，p=0（即回转面)，得到： 2 2 2023/11/4 第5章 9

2023/11/4 第5章 9 p r C r dr dp = +  = 2 2 2 2    2 1 2 2 C r  = − 边界条件，r=r1，p=0（即回转面），得到： 忽略二次项，化简得

a.任意r处， 2 ■鼓内壁离心压力为 we-】 R p=pafh=2po(R-） ■注意：此离心压力作用在鼓内壁上盖以及底板上。 液体对盖的压力 「o四2x220d=4（R53)3 2023/11/4 第5章 10

2023/11/4 第5章 10 ∴任意r处， 鼓内壁离心压力为 注意:此离心压力作用在鼓内壁上盖以及底板上。 ( ) 2 1 2 2 2 p = r − r  ( ) 2 1 2 2 2 p R r C max = −   ( ) 2 1 2 1 2 2 2 1 p rdr R r R r = = −   