Centrifugă de filtrare

1. Tema şi datele de proiectare

Tema proiectului constă în proiectarea unei centrifuge de filtrare cu următoarele caracteristici :

1 diametrul tamburului : D = 500 mm ;

2 înălţimea tamburului : H = 340 mm ;

3 turaţia tamburului : n = 1240 rot/min ;

4 densitatea fazei solide : ρs = 2,2 * 103 kg/m3 ;

5 densitatea fazei lichide : ρl = 1000 kg/m3 ;

6 concentraţia fazei solide în suspensie : Ψ = 20 % ;

7 umiditatea finală a sedimentului : μf = 6 % ;

8 materialul de construcţie al tamburului : oţel inoxidabil .

2. Noţiuni generale

Centrifugarea este un procedeu mecanic care permite accelerarea separării unor sisteme eterogene, ca suspensii (solide dispersate în lichide ) , emulsii (dispersia sub formă de picături fine, a unui lichid în altul) , amestecuri de gaze etc.

Separarea componentelor unei suspensii prin filtrare se realizează cu ajutorul unei suprafeţe sau a unui strat poros prin care trece faza fluidă, ea este condiţionată de diferenşa de presiune pe cele două feţe ale stratului filtrant.

1.1. Stabilirea variantei constructive

În funcţie de datele de proiectare se poate realiza peoiectarea unei centrifuge de filtrare pe trei coloane cu acţionare directă.

1.2. Realizarea schemei de principiu

1.3. Descrierea funcţională şi pe părţi componente

Fazele ciclului de centrifugare sunt următoarele :

9 pornirea şi accelerarea tamburului până la turaţia de regim, timp de 0,5 min. Acest lucru se realizează cu ajutorul motorului electric(1) rezemat pe o placă inelară în partea superioară a bazinului inelar (3) ;

10 alimentarea se face cu ajutorul unei pâlnii de alimentare (10), timp de 1 min ;

11 centrifugarea propiu-zisă la turaţia de regim, timp de 0,5 min ;

12 separarea fazelor – 0,5 min ;

13 evacuarea fazei lichide se realizează prin orificiile tamburului, timp de 0,5 min ;

14 desecarea sau zvântarea fazei solide de soluţia iniţială, timp de 0,5 min ;

15 frânarea până la oprirea centrifugei, timp de 0,5 min ;

16 evacuarea sedimentului se realizează prin deschiderea capacului (9) şi cu ajutorul unei spatule se evacuează sedimentul.

3. Calculul tehnologic şi determinarea grosimii peretelui tamburului

1.4. Geometria tamburului

Vu = Ku * Vt (1)

Vu = volumul util [m3 ] ;

Vt = volumul total [m3 ] ;

Ku = coeficient de umplere

Ku = 0,5 ÷ 0,7

Vt =

D2 = diametrul tamburului ;

H = înălţimea tamburului ;

[m3]

;

D22 = 0,37[ m]

Ψ = coeficient de umplere cu suspensie a tamburului

Ks = participaţia volumică din faza solidă;

= densitatea suspensiei,[ kg/m3] ;

= densitatea medie pe grosimea stratului de sediment,[ kg/m3] ;

= densitatea medie pe grosimea stratului de lichid, [kg/m3] ;

- densitatea fazei solide ;

- densitatea fazei lichide ;

- concentraţia fazei solide în suspensie ;

np = porozitatea

np = 0,1÷0,3

u = μf = umiditatea finală a sedimentului

u = 0,06