第1讲 卧螺离心机基础工作原理

第第1 1讲讲 卧螺离心机基础工卧螺离心机基础工作原理作原理第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理2斯托克斯斯托克斯(George Gabriel Stokes，18191903),英国数学家、英国数学家、力学家。力学家。1819年年8月月13日生于爱日生于爱尔兰的一个小镇，尔兰的一个小镇，1903年年2月月1日卒于英国剑桥。斯托克斯在日卒于英国剑桥。斯托克斯在对光学和流体动力学进行研究对光学和流体动力学进行研究时，推导出了在曲线积分中最时，推导出了在曲线积分中最有名的被后人称之为有名的被后人称之为斯托斯公斯托斯公式式的定理。直至现代，此定理的定理。直至现代，此定理在数学、物理学等方面都有着在数学、物理学等方面都有着重要而深刻的影响。重要而深刻的影响。第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理重力沉降是利用流体中的固相颗粒受地球引力场的作用而发生的沉降过程重力沉降斯托克斯斯托克斯(Stokes)定律定律Vg=颗粒在溶液中的沉降速度(m/s)d=颗粒直径 m=颗粒密度 kg/ml=液体密度 kg/m=液体黏度 Pas（N.s/m2）g=重力加速度 9.8m/sg从上式可看出，颗粒的沉降速度vg与颗粒的直径d成平方关系，与颗粒和液体的密度差成正比，与液体的粘度成反比。3第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理转速转速n以每秒钟旋转几弧度来计算旋转一圈有2弧度，当转速4000时，每分钟旋转2*4000弧度，每秒钟旋转2*4000/60弧度，因此得到角速度的计算公式：以每分钟旋转几圈来计算例如350L离心机转鼓转速n=4000r/min，即每分钟转4000圈角速度角速度假设有质量为假设有质量为m的质点，以的质点，以O点为圆心，点为圆心，r为为半径作高速回转运动。半径作高速回转运动。rad/s角速度计算举例角速度计算举例4第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理线速度线速度v以每秒钟旋转几米来计算旋转一圈有2r米，当转速4000时，每分钟旋转2r*4000米，每秒旋转2r*4000/60米，因此得到线速度的计算公式：m/s线速度计算举例线速度计算举例计算设350L离心机转鼓表面有一个螺钉，当离心机运转时飞出速度5第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理当小球从m旋转到n时，不但速度的大小在改变，方向也在改变速度方向的改变叫法向加速度法向加速度计算公式法向加速度计算公式v:速度 m/s(r):回转半径 m：角速度 rad/somn速度大小的改变叫切向加速度6第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理分离因数分离因数颗粒在离心力场中受到的离心加速度和重力加速度之比，称颗粒在离心力场中受到的离心加速度和重力加速度之比，称为分离因数为分离因数分离因数计算举例分离因数计算举例例：求430离心机转鼓转速2500r/min时的分离因数g:重力加速度 m2/sr:逥转半径 m：角速度 rad/s7第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理离心力场的强度离心力场的强度F F是以是以mrmr2 2来表示。来表示。F F的大小可通过改变转鼓的大小可通过改变转鼓转速和半径来实现，在同一台离心机转鼓内，颗粒所受的离心转速和半径来实现，在同一台离心机转鼓内，颗粒所受的离心力是随着颗粒回转半径（颗粒在转鼓内的瞬时位置）的改变而力是随着颗粒回转半径（颗粒在转鼓内的瞬时位置）的改变而改变，颗粒在转鼓内由轴中心向转鼓壁沉降过程中，所受到的改变，颗粒在转鼓内由轴中心向转鼓壁沉降过程中，所受到的离心力是由小而大逐步变化的，离心力是由小而大逐步变化的，而重力场而重力场F Fg g=mg=mg是均匀的，其强度是固定不变的。是均匀的，其强度是固定不变的。分离因数的工程计算方法分离因数的工程计算方法例：求430离心机转鼓转速2500r/min时的分离因数离心力场和重力场的区别离心力场和重力场的区别电磁场，名利场，浮力场电磁场，名利场，浮力场8第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理把悬浮液静置于一容器中，一定时间后，由于重力的作用，悬浮液中的固体颗粒会沉降到容器的底部，固相和液相因此分层，这种现象就称作重力沉降。重力沉降的固体颗粒（球状颗粒），其沉降速度可用斯托克斯定律表示：重力沉降g斯托克斯斯托克斯(Stokes)定律定律离心沉降rr2如果容器以如果容器以的回转角速度旋转，容器内的悬浮液同的回转角速度旋转，容器内的悬浮液同样也以样也以回转角速度旋转，当回转角速度旋转，当达到一定值时，悬浮液中达到一定值时，悬浮液中的固相会沉降到容器的内壁，和液相分开，这种现象就的固相会沉降到容器的内壁，和液相分开，这种现象就是离心沉降。因为离心加速度比重力加速度要大得多，是离心沉降。因为离心加速度比重力加速度要大得多，固体颗粒在离心场中的沉降速度就快很多固体颗粒在离心场中的沉降速度就快很多.Vg=颗粒在溶液中的沉降速度(m/s)d=颗粒直径 m=颗粒密度 kg/ml=液体密度 kg/m=液体黏度 Pasr2=离心加速度 m/s9第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理主电机主电机副电机副电机进料管进料管离心机工作过程离心机工作过程转臂转臂转鼓转鼓螺旋螺旋要分离的悬浮液经进料管连续输送到机内，经螺旋输送器的出料口，进入高速旋转的转鼓内，在离心力场作用下，悬浮液在转鼓内形成一环形液流，固相颗粒在离心力作用下快速沉降到转鼓的内壁上，由差速器产生的转鼓和螺旋输送器的差速，由螺旋输送器将沉渣推送到转鼓锥端的干燥区，经过螺旋输送器推力和沉渣离心分力的双向挤压，使沉渣得到进一步挤压脱水后，从转鼓小端排渣口排出。分离后的清液经溢流口排出。差速器差速器出料口出料口10第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理离心机正常分离的条件离心机正常分离的条件转鼓，螺旋和螺旋的方向必须满足下表：转鼓和螺旋转向相同，并且有一定的转速差 差转速=n1-n2 (n1-转鼓转速，n2-螺旋转速)螺旋输送器的输渣方式螺旋输送器的输渣方式物料中固相颗粒的比重大于液相的比重（回忆斯托克斯定律）12311第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理本讲小结123分离因数重力沉降和离心沉降物料分离3要素12第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理13习题1 什么是重力沉降？什么是离心沉降？2 固相颗粒在流体中的沉降速度和什么因素有关？3 离心分离有哪几个要素思考题1 350离心机转速由3500r/min提升到4000r/min时，分离因数提高多少？2 720L离心机转鼓速度为1900r/min,求角速度和转鼓表面的线速度？3 计算620L离心机在转速2000r/min时的角速度。4 泥浆水中沙的比重1400kg/m3，颗粒直径1mm,水的比重1020kg/m3，25水的粘度为0.8904pa.s,求这时固相颗粒的沉降速度？计算颗粒从高度250mm处沉到容器底部，需要多少秒时间？5 续上题：将此泥浆水用泵打入到以转速3000r/min旋转的LW500型离心机中，计算这时固相颗粒的沉降速度？计算颗粒沉降到转鼓内壁，需要多少秒时间？6 计算上面2题的沉降速度之比，得到什么结论？第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理14第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理15第第1讲讲 卧螺离心机基本工作原理卧螺离心机基本工作原理16结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！17