西安石油大学：《过程流体机械 Process Fluid Mechanics》课程教学资源（PPT教案课件）第五章 离心机

§5离心机 2022-2-11 第5章

2022-2-11 第5章 1 §5离心机

§5.1离心机的典型结构 及工作原理 2022-2-11 第5章

2022-2-11 第5章 2 §5.1离心机的典型结构 及工作原理

§511分离的种类 及离心机的典型结构 分离的方法 化学法 曰物理法 电学法 4分离物料分为 均一系混合物:见 日非均一系混合物机械分离:见 4离心力场与重力场比较:见 4适合处理的物料:见 2022-2-11 第5章

2022-2-11 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

§512分离因数和离心力场的特点 一、分离因数 定义 Fr= mRo2 R mg g 注意: ①Fr是离心机的性能参数。 ●Frη,分离越快越好(分离效果好)。 F 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 2022-2-11 第5章 4

2022-2-11 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 mg mR Fr 2 2    

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; ■O大,Fr77,但受强度、密度的限制。 日③比较 ●离心力场——力可变,速度快; ●重力场—力不变,速度慢。 日④比较 ●离心过滤 m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 2022-2-11 第5章

2022-2-11 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

4二、转鼓內的液体回转面 a转鼓转起,取一液体微元:见图 g6= d8 Fc mra 小ro2 dr G ng g J 20+C 四边界条件:r=r0,y=0。见图 0 2o+C D 2 g 2-x) g 2022-2-11 第5章 6

2022-2-11 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 mg mr GF dr d tg C 2       gr drdy 2   C g r y   22 2    20 2 22 2 02 2 0222 0 r r g y g r C C g r          则

曰特殊地,r=r1处,,得 2 y=HD(2-) /28 2 U,则2gH 2 0 则r1≈ 2022-2-11 第5章 7

2022-2-11 第5章 7 特殊地，r=r1处，，得 ω↗ ↗ ，则 则   2 0 21 2 2 r r g y  H   2 1 2 0 2 r gH r    0 2 2  gH 1 0 r  r

4三、离心液面压力 日力平衡方程 p-rdedy+2p.. dy sin +p r de-dr dyro2(p+dpr+dryedy dede ∵Ln 散量。 y,并忽略高阶微 22 2 00 2+C 边界条件,r=r1,p=0(即回转面),得到: C- p0 2 2022-2-11 第5章

2022-2-11 第5章 8 三、离心液面压力 力平衡方程： prd dy pdrdysin rd drdyr pdpr drd dy   2 2 2 2 2 d d sin  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： ，并忽略高阶微量

日∴任意r处, p02 鼓内壁离心压力为 p._p0(K今 注意2 ●此离心压力作用在鼓内壁,上盖(挡液板)、 底板上。 2022-2-11 第5章 9

2022-2-11 第5章 9 ∴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（挡液板）、 底板上。   2 1 2 2 2 p  r  r    2 1 2 2 2 p R r C max   

4四、哥氏加速度、哥氏力 口离心机中,质点作回转运动时所受力 ●见表 ●u=0时, 则 a=0: 当液体相对转鼓无运动时,(u=0、 Z a K 当u1=0,u0=0,uz=0,ak=0 注意 ●哥氏力的离心运动,对液滴轨迹有影响, 但一般忽略不计。 2022-2-11 第5章 10

2022-2-11 第5章 10 四、哥氏加速度、哥氏力 离心机中，质点作回转运动时所受力 见表 ur =0时，则aK =0: 当液体相对转鼓无运动时，（ur =0、 uφ =0、uZ =0），aK =0。 当ur =0，uφ≠0，uZ≠0，aK =0。 注意 哥氏力的离心运动，对液滴轨迹有影响， 但一般忽略不计