Chuong 7 ly tâm, quá trình thiết bị cơ học

Ưu điểm của ly tâm  Độ phân ly lớn Thời gian phân riêng nhanh hơn lắng và lọc Thích hợp với huyền phù mịn và lưu lượng lớn - Ly tâm là quá trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để p

Ưu điểm của ly tâm

 Độ phân ly lớn

Thời gian phân riêng nhanh hơn lắng và lọc

Thích hợp với huyền phù mịn và lưu lượng lớn

- Ly tâm là quá trình phân ly dựa vào trường lực ly tâm để phân

riêng hỗn hợp không đồng nhất thành các cấu tử riêng biệt

1 GIỚI THIỆU CHUNG

 Lực ly tâm:

) (

. 2 r N m

g

r g

m

r m

G

C

.

2 2







 Yếu tố phân ly:

m – khối lượng các phần tử vật liệu trong rôto (kg)

ω - vận tốc góc (1/s)

rtb – bán kính quay trung bình của hỗn hợp (m)

1 GIỚI THIỆU CHUNG

 Cấu tạo:

• Gồm một thùng hình trụ nằm ngang hay thẳng đứng quay quanh trục tâm, được gọi là thùng quay hay rôto của máy ly tâm

 Nguyên lý hoạt động:

• Trong quá trình ly tâm, nguyên liệu chuyển động quay cùng với rôto của máy, khác với quá trình lắng trong trường lực ly tâm thiết

bị đứng yên, nguyên liệu chuyển động quay

• Các thiết bị ly tâm chỉ phân riêng được hệ lỏng không đồng nhất,

mà không phân riêng được hệ khí không đồng nhất

1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.GIỚI THIỆU CHUNG

 Phân loại:

-Tùy theo cấu tạo bề mặt của rôto:

• Quá trình ly tâm thực hiện theo nguyên tắc lắng – máy ly tâm lắng

• Quá trình ly tâm thực hiện theo nguyên tắc lọc – máy ly tâm lọc

2 THIẾT BỊ LY TÂM LẮNG

• Thành rôto của máy ly tâm lắng không đục lỗ

• Khi rôto quay, dưới tác dụng của lực ly tâm, huyền phù hay nhũ tương được phân thành các lớp riêng biệt theo khối lượng riêng của nó

• Lớp có khối lượng riêng lớp

ở sát thành rôto, lớp có khối lượng riêng nhỏ ở phía trong

K

Ar

18

0

2

.

.

g

r v

K

Vùng lắng dòng:

Vùng chảy quá độ:

Vùng chảy rối:

* Vận tốc lắng:

4 , 1 / 1

)

9 , 13

(

2 / 1

) 33

, 0

(

THIẾT BỊ LY TÂM LẮNG (tt)

3 THIẾT BỊ LỌC LY TÂM

• Trên thành rô to của máy ly tâm lọc có khoan nhiều lỗ

• Đường kính lỗ 3 – 8 (mm)

• Nếu lọc huyền phù có kích thước nhỏ đặt thêm lưới, hoặc thép tấm mỏng có khoan các lỗ nhỏ với đường kính 1 – 1,5 (mm)

• Nếu kích thước hạt rắn nhỏ hơn, dùng lớp vải lọc bằng sợi bông, sợi gai, len…

 Diện tích bề mặt lọc của rôto:

) (

2

THIẾT BỊ LỌC LY TÂM (tt)

 Áp suất lọc ly tâm:

) (

.

. 2

Pa S

r m

S

C







D – đường kính của rôto (m)

H – chiều cao của rôto (m)

m h – khối lượng của huyền phù trong rôto (kg)

THIẾT BỊ LỌC LY TÂM (tt)

ρ h – khối lượng riêng của huyền phù (kg/m 3 )

V h – thể tích của huyền phù (m 3 )

n – số vòng quay của rôto trong 1 giây (1/s)

ΔP – áp suất thủy tĩnh của chất lỏng trong rôto (Pa)

 Áp suất lọc ly tâm:

p

h h

h

g

r S

g V

S

r m

S

C

2 2











h h

g

V

P  h. h.



BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1:

Một máy ly tâm lọc có đường kính D = 1600 (mm), chiều cao H

= 700 (mm), quay với tốc độ n = 8,4 (v/s).Tính bề mặt lọc và áp suất lọc của máy lọc ly tâm, biết dung tích huyền phù trong rôto 0,5 (m3), khối lượng riêng của huyền phù 1400 (kg/m3)

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 2:

Dùng máy ly tâm để lắng huyền phù là hidroxit mangan trong nước ở 30oC Đường kính bé nhất của hạt 3 (µm), khối lượng riêng của hạt 2525 (kg/m3) Rôto quay với số vòng quay là

1200 (vòng/phút), với bán kính quay 0,35 (m) Độ nhớt của môi trường 0,8 (cP) Xác đinh vận tốc lắng của thiết bị ly tâm đã cho