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    離心機基本原理

    離心機基本原理

    基于臥螺離心機的離心基本原理,分離因素和沉降速度是兩個最為關鍵的參數。其中,分離因素相當于內因,其大小取決于離心機的轉鼓半徑,轉速等因素;而沉降速度等同于外因,直接與處理對象們的物理性質相關,兩者結合起來就構成了離心分離的基本原理。
    2.1分離因素
    分離因素也稱為Gforce,簡稱為G,是離心機在運行過程中產生的離心機加速度和重力加速度的比值,因為是比值,因此也是個無量綱。
    G=r·o2/g
    o=2x·n/60
    公式中:
    r:臥螺離心機的轉鼓半徑(內徑),單位cm;
    o:轉鼓的角速度,單位1/s;
    n:轉鼓的轉速,單位r/min(pm).
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    g:重力加速度,一般取9.81m·s2.
    公式合并后得到:
    G=4x2.n2·r/3600g
    其中4x2/3600可作為常量系數,因此,公式可簡化為如下:
    G=2.2×104×n2.r/g(單位同上)
    分離因素是離心機分離能力的主要指標,分離因素G越大,物料所受的離心力也越大,分離效果也好。對于較小顆粒,液相粘度大的難分離的懸浮液,需要采用大分離因素的臥螺離心機,對于城市生活污水中產生的活性污泥,一般所需的分離因素在1500~3000之間。
     
    根據分離因素公式,從中可以清晰的看出,分離因素G與離心機的轉鼓半徑r成正比;也與轉鼓的轉速n的平方成正比,因此提高轉鼓的轉速比增大轉鼓半徑對于分離因素G的影響要大很多。目前部分廠家提出的大長徑比的臥螺設計,就是部分基于這方面原因考慮的,在機械強度允許范圍內,盡可能把機身加長,半徑盡可能保持較小值,這樣可以獲得更大的分離因素,舉個實例:現有兩家不同廠家的臥螺產品,其規格參數如下:
    廠家A:轉鼓半徑18cm,最高轉速4200pm,長徑比4.2:1;
    G1=4n2.n12·r1/3600g
    廠家B:轉鼓半徑18.5cm,最高轉速4000pm,長徑比4.0:1;
    G2=412.n22·re/3600g
    G1=3550,G2=3300,A型號臥螺離心機產品較B產品的分離因素高出7個百分點。分離因素更高,前者適用的物料范圍也較后者略廣。實際工作中就曾遇到國內江蘇省漂陽市某太陽能電池板企業需要選取分離因素在3300以上,用于回收電池板切割工藝中氫氧化鈉溶液的臥螺離心機的選型案例。在處理量方面,A、B臥螺離心機均能滿足要求,基于此前提,B設備需要達到最高轉速的工況才能滿足分離因素的條件;而分離因素更高的A較B更有優勢,A轉速僅需達到4050rpm時既可滿足物料沉降分離的要求,5%的轉速余量可以作為離心機運行若干年后性能衰減的緩沖。半徑越大,對應最大轉速越??;半徑越大,在高速旋轉下對于臥螺離心機的機械強度要求更高。這也要求了臥螺離心機鑄造材質的要求的特殊性,將在離心
    機材質章節中做進一步說明。綜上所述,分離因素是臥螺離心機最基本的參數之一,分離因素是臥螺離心機的內因,決定了是否可以達到物料分離的界限值。
     

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