Chapter3离心

1、重量为重量为M（kg）的物体旋转时，当其圆周速度为）的物体旋转时，当其圆周速度为 （ m/s ），旋转半径为），旋转半径为R（ m ），则产生的离心力为），则产生的离心力为式中式中 g 重力加速度，重力加速度，m/s；n转数，转数，r/min； D旋转直径，旋转直径，m。 如果以旋转角速度如果以旋转角速度（弧度（弧度/秒）表示，并取旋转加速度秒）表示，并取旋转加速度 与重力与重力加速度之比称为加速度之比称为“离心分离因数离心分离因数”，以，以 表示。则表示。则222900RuRnfggR2222()6090R nMM uM R nFgRgR2RfM增加，增加，F增加；增加； R增加，增加，F增

2、加；增加； n增加，增加，F增加显著增加显著Fdd=2R球形颗粒沉降的受力情况球形颗粒沉降的受力情况二、重力沉降式固液分离设备二、重力沉降式固液分离设备重力沉降设备重力沉降设备缺点：体积庞大、分离效率低下缺点：体积庞大、分离效率低下优点：设备简单、能耗低，常用于水处理及环境工程优点：设备简单、能耗低，常用于水处理及环境工程重力沉降前一般需要进行絮凝、混凝等预处理重力沉降前一般需要进行絮凝、混凝等预处理常见沉降设备的构成：进水区，沉降区，污泥区，出流区常见沉降设备的构成：进水区，沉降区，污泥区，出流区三、离心式沉降分离三、离心式沉降分离SuprenatantWet SolidsFigure 3.

3、2 Schematic representation of centrifugal separationcentrifugationn离心力场中颗粒在流体中的运动情况离心力场中颗粒在流体中的运动情况颗粒愈细，则沉降速度愈小，颗粒愈细，则沉降速度愈小，所需的沉降时间愈长。所需的沉降时间愈长。分离因数离心力分离因数离心力/重力重力 分离性能的重要指标分离性能的重要指标提高离心机分离因数是提高沉降提高离心机分离因数是提高沉降速度、减少沉降时间的有力措施速度、减少沉降时间的有力措施三、离心式沉降分离三、离心式沉降分离Tubular bowlR0R1zrLiquid interfacel理想化的管式离心

4、机示意图理想化的管式离心机示意图每只碟片在离开轴线一定距离的圆周上开有几个对称分布的圆孔许每只碟片在离开轴线一定距离的圆周上开有几个对称分布的圆孔许多这样的碟片叠置起来时，对应的圆孔就形成垂直的通道。多这样的碟片叠置起来时，对应的圆孔就形成垂直的通道。两种不两种不同重度液体的混合液进入离心分离机后，通过碟片上圆孔形成的垂同重度液体的混合液进入离心分离机后，通过碟片上圆孔形成的垂直通道进入碟片间的隙道，并被带着高速旋转，两种不同重度液体直通道进入碟片间的隙道，并被带着高速旋转，两种不同重度液体的离心沉降速度的不同，重液的离心沉降速度大，离开轴线向外运的离心沉降速度的不同，重液的离心沉降速度大，离

5、开轴线向外运动，轻液的离心沉降速度小，则向轴线流动。两种不同重度液体就动，轻液的离心沉降速度小，则向轴线流动。两种不同重度液体就在碟片间的隙道流动的过程中被分开在碟片间的隙道流动的过程中被分开。R0R1离心机转鼓为一多孔圆筒圆筒表面铺设滤布，固体颗粒被截留形成滤饼，清液透过。四、离心过滤分离四、离心过滤分离离心过滤分离的计算离心过滤分离的计算（1）三足式离心机 制药生产中广泛使用。制药生产中广泛使用。 1. 原理：转鼓内壁开有小孔，并在其上覆盖滤布，滤液原理：转鼓内壁开有小孔，并在其上覆盖滤布，滤液穿过滤布而滤渣残留在转鼓中，当滤渣积累到一定两后停穿过滤布而滤渣残留在转鼓中，当滤渣积累到一定两

6、后停机，从上或下卸出。机，从上或下卸出。 2. 操作注意事项：启动前要盖紧盖子，完全停止运转后操作注意事项：启动前要盖紧盖子，完全停止运转后才能卸渣。才能卸渣。传统三足式离心机只适合间歇操作，上部投料，上部卸料传统三足式离心机只适合间歇操作，上部投料，上部卸料机械式下卸料三足式离心机可实现连续分离。机械式下卸料三足式离心机可实现连续分离。 物料由进料管加入转鼓，经布料盘均匀洒布到鼓壁，进料达到预定物料由进料管加入转鼓，经布料盘均匀洒布到鼓壁，进料达到预定容积后停止进料，转鼓升至高速旋转，液相穿过滤布和鼓壁滤孔排出，容积后停止进料，转鼓升至高速旋转，液相穿过滤布和鼓壁滤孔排出，固相截留在转鼓内，

7、转鼓降至低速后，刮刀旋转往复动作，将固相从鼓固相截留在转鼓内，转鼓降至低速后，刮刀旋转往复动作，将固相从鼓壁刮下由离心机下部排出。壁刮下由离心机下部排出。（2）上悬式离心机 上悬式离心机上悬式离心机是一种先进的间歇式重力、机械或人工卸料的离心机,该系列离心机设计先进、结构合理、运转平稳、操作简便、生产效率高、处理能力大、维修量极少,缺点是整机高大、需较高的安装高度。特别适合细粘物料的分离特别适合细粘物料的分离 物料在主机启动运转至中速后，被均匀甩到转鼓内壁上，液相穿过滤布后经过转鼓孔，趋向机壳空间，落入机体底盘，经出液口排出，而固相则被截留在转鼓内并引成圆筒状滤饼，通过主机高速后进一步脱液，实

8、现固液分离。固相经洗涤和脱液后，使主机降至低速，通过刮刀将固相从转鼓内刮下，并从卸料口排出。 (3)(3)卧式刮刀卸料离心机卧式刮刀卸料离心机 卧式刮刀卸料离心机是连续运转、间歇操作的过滤式离心机。 悬浮液沿进料管进入转鼓内，其中液相经悬浮液沿进料管进入转鼓内，其中液相经滤网及转鼓壁滤孔被离心甩出，从机壳上滤网及转鼓壁滤孔被离心甩出，从机壳上的切向排液口流出，固相物则被截在转鼓的切向排液口流出，固相物则被截在转鼓内。达到设定的时间后，进料停止，经过内。达到设定的时间后，进料停止，经过给定时间的分离脱水，洗涤液由洗涤管进给定时间的分离脱水，洗涤液由洗涤管进入转鼓，对滤饼进行洗涤，洗涤结束后继入转

9、鼓，对滤饼进行洗涤，洗涤结束后继续进行分离，使滤饼达到要求的干燥度，续进行分离，使滤饼达到要求的干燥度，然后卸料，刮刀架旋转，使刮刀切入滤饼然后卸料，刮刀架旋转，使刮刀切入滤饼层，将滤饼刮下并从料斗中排除。层，将滤饼刮下并从料斗中排除。 卧式刮刀卸料离心机卧式刮刀卸料离心机分离因子分离因子250-3000,一般是一般是1000左右左右,固体颗粒范围固体颗粒范围:不适合微粒分离不适合微粒分离固相浓度范围固相浓度范围:5-60% 1、卧式螺旋卸料过滤离心机、卧式螺旋卸料过滤离心机 锥形转鼓内套装有同心的卸料螺旋，两者高速同向旋转的同时又有一定的转速差，该转速差由传动系统及差速器产生。悬浮液由进料管

10、连续引入并均匀分布到转鼓内端锥面上，在离心力的作用下，液相物穿过滤网和转鼓壁滤孔排出转鼓，经排液口排出机外。固相物被截留在滤网内形成滤渣，滤渣在离心力的锥面分力和卸料螺旋的共同作用下，连续地向转鼓大端移动排出转鼓，经卸料槽排出机外，从而实现悬浮液的固液分离。 适用于固相粒度大于适用于固相粒度大于0.075mm，浓度范围在，浓度范围在1075的固体分离的固体分离 2、卧式螺旋卸料沉降离心机、卧式螺旋卸料沉降离心机 无孔转鼓内套装有目心的卸料螺旋，两者高速同向旋转的同时，又具有一定的转速无孔转鼓内套装有目心的卸料螺旋，两者高速同向旋转的同时，又具有一定的转速差，该转速差由传动系统及差速器产生。悬浮

11、液由进料差，该转速差由传动系统及差速器产生。悬浮液由进料 管进入输料螺旋内腔。经管进入输料螺旋内腔。经加速后进入转鼓内在离心力作用下，密度较大的固相颗粒物沉降到转鼓内加速后进入转鼓内在离心力作用下，密度较大的固相颗粒物沉降到转鼓内壁形成沉渣环层，并被卸料螺旋不断推送到转鼓小端而排出转鼓外，澄清的液壁形成沉渣环层，并被卸料螺旋不断推送到转鼓小端而排出转鼓外，澄清的液体不断从转鼓大端的溢流口排出转鼓外，从而实现悬浮液的固液分离体不断从转鼓大端的溢流口排出转鼓外，从而实现悬浮液的固液分离 卧式螺旋卸料沉降离心机适用于固相粒度0.00515mm、浓度140、温度100的各类悬浮液的固相脱水、液相澄清分

12、离和液、液、固三相分离及颗粒分级等。尤其适用于滤布再生有困难及浓度、颗粒变化较大的悬浮液分离。 (5) (5) 活塞推料式离心机活塞推料式离心机 悬浮液由加料管加入装在推料盘上的圆锥悬浮液由加料管加入装在推料盘上的圆锥形布料斗中，在离心力作用下悬浮经推料形布料斗中，在离心力作用下悬浮经推料盘与布料斗之间空隙被甩到筛网上，液体盘与布料斗之间空隙被甩到筛网上，液体经筛网缝隙和转鼓上小孔甩出转鼓外，流经筛网缝隙和转鼓上小孔甩出转鼓外，流到滤液收集器，固相在筛网上形成滤渣层，到滤液收集器，固相在筛网上形成滤渣层，因推料盘不断地往复运动，滤渣层沿转鼓因推料盘不断地往复运动，滤渣层沿转鼓轴向不断地被向前推

13、移，最后被推出转鼓轴向不断地被向前推移，最后被推出转鼓至前机壳的出料口。至前机壳的出料口。 双级活塞推料离心机有一级转鼓和二双级活塞推料离心机有一级转鼓和二级转鼓级转鼓, ,滤饼从上一级转鼓被推到下一级转滤饼从上一级转鼓被推到下一级转鼓时得以翻松鼓时得以翻松, ,改善了分离、脱水和洗涤效改善了分离、脱水和洗涤效果果. .较单级活塞推料离心机具有适应范围广，较单级活塞推料离心机具有适应范围广，滤饼含湿量低滤饼含湿量低(5%)(5%)，洗涤充分，单位能耗，洗涤充分，单位能耗低等优点。低等优点。 适用于分离中粗颗粒的结晶状或短纤维状的悬浮液，固相平均粒度在0.1-3mm，固相含量为4060%。 (6

14、) (6) 离心卸料离心机离心卸料离心机 悬浮液均布圆锥转鼓小端滤网壁上，液相悬浮液均布圆锥转鼓小端滤网壁上，液相穿过过滤介质排出机外，固相物截留在转穿过过滤介质排出机外，固相物截留在转鼓内，固相物在离心力场锥面分力作用下，鼓内，固相物在离心力场锥面分力作用下，连续向转鼓大端滑动，排出转鼓，滤液从连续向转鼓大端滑动，排出转鼓，滤液从前机壳排出。能在全速运转下连续进料、前机壳排出。能在全速运转下连续进料、分离和自动卸料。具有分离效率高，生产分离和自动卸料。具有分离效率高，生产能力大，结构简单紧凑，运转平稳，操作、能力大，结构简单紧凑，运转平稳，操作、维修方便等特点。维修方便等特点。 适合分离含固

15、相物（结晶状、无定适合分离含固相物（结晶状、无定形或短纤维状）粒度大于形或短纤维状）粒度大于0.1mm的的悬浮液。悬浮液。 活塞推料离心机活塞推料离心机30-70%，最佳为，最佳为40-60%； 三足式离心机三足式离心机5-60%，最佳为，最佳为50%； 卧式刮刀卸料离心机卧式刮刀卸料离心机:5-60% 螺旋卸料过滤离心机螺旋卸料过滤离心机:10-75% 螺旋卸料沉降离心机螺旋卸料沉降离心机2-70%，最佳为，最佳为5-40%； 离心卸料离心机离心卸料离心机80%，最佳为，最佳为30-75%； 管式离心机管式离心机1%，最佳为，最佳为0.1%； 碟式人工排渣离心机碟式人工排渣离心机1%； 碟式喷嘴排渣离心机碟式喷嘴排渣离心机10%； 碟式活塞排渣离心