离心分离

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描述

离心分离技术

离心分离技术是分离不同密度的流体最广泛使用的方法。它也用于将固体从液体或固体从气体中分离出来。
在几乎所有的工业过程中,都需要将不同的液相和固相彼此分离。华鼎分离机在满足这一要求方面拥有半个多世纪的经验,采用分离器或卧螺离心机技术。我们的产品能够出色地完成这项关键功能。
产品系列基于离心分离机,用于将液体相互分离或从液体中去除固体颗粒。所有这些离心分离机都基于密度差异。

沉降

在重力作用下,球形颗粒的终极自由沉降速度可以通过牛顿定律确定:

其中
u,m/s 沉降速度
d,m 颗粒直径
g,m/s2 重力加速度
ρ1 Kg/m3 颗粒密度
ρ2 Kg/m3 液体密度
CD 阻力系数

CD已被发现是雷诺数的函数。如果颗粒周围的流体是层流(Re < 0.6),则CD =24/Re。在这种情况下,我们可以将沉降速度的方程简化为:

其中
u,m/s 沉降速度
d,m 颗粒直径
g,m/s2 重力加速度
ρ1,Kg/m3 颗粒密度
ρ2,Kg/m3 液体密度
μ,Pas 流体动力粘度

此表达式为层流条件下球形颗粒终极沉降速度的斯托克斯定律。

离心

如果在离心场而不是重力场中进行沉降,那么我们就必须处理离心加速度,它不像“g”那样恒定,而是随着颗粒到容器旋转轴的距离和角速度的增加而增加(参见图1)。沉降离心机利用离心力来加速沉降过程。通过旋转工艺流体,沉降速率可以比静态沉降或静置增加数千倍。在离心机应用的场合中,静态沉降速度介于10-9和10-4 m/s之间。为了加速这一过程,离心机施加500-30000g的离心力。

图1. 沉降与离心的主要类比

因子 Z= rω2/g 指定了颗粒在离心场中的沉降速率与重力场相比的增大幅度。
下图展示了用于从液体中去除固体颗粒的离心分离器。

加速分离过程

本质上,离心机是一个沉降罐,其底部围绕中心线缠绕。快速旋转整个单元意味着重力效应被可控的离心力取代,该离心力可以产生高达10,000倍的效果。
然后利用这种力高效、准确地将液体从其他液体和固体中分离出来,并且易于控制。

在离心场中,在离心力作用下,密度较大的固体受到离心力作用,被强制向外推向旋转碗壁,而密度较小的液相则形成同心内层。

离心力

离心分离技术利用了基本的物理定律和离心力。
离心力是通过绕轴旋转产生的。通过旋转产生的力向外作用。根据旋转体的速度,它会在圆形路径上增加或减小。
当需要将轻、重或不同密度的物质相互分离时,机械分离技术利用了这一特性。

容器中的离心力

离心力作用于所有颗粒。比重较大的颗粒以最快、最有效的方式被甩出。然后它们沉积在容器的边缘。
然而,当容器有插入物时,通过离心力进行分离会更快。由于插入物,比重较大的颗粒沉积得更快。插入物缩短了沉降路径。通过这种方式,可以获得更高的处理能力。
这意味着:在相同的时间内可以澄清或分离更大体积的液体混合物。插入物越多,沉降路径越短,处理能力越高。

碟式离心机

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