5. 1 管式离心机(tubular-bowl centrifuge)\uf0d8离心分离因数可达13000, 也有高达105的超速离心机。\uf0d8转鼓内装有三个纵向平板, 以使料液迅速达到与转鼓相同的角速度。\uf0d8适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液。 \uf070分离乳浊液的管式离心机操作原理转鼓由转轴带动旋转。 乳浊液由底部进入, 在转鼓内从下向上流动过程中, 由于两种液体的密度不同而分成内、 外两液层。 外层为重液层, 内层为轻液层。 到达顶部后, 轻液与重液分别从各自的溢流口排出。\uf070分离悬浮液的管式离心机操作原理\uf070分离悬浮液的管式离心机操作原理流量Vs为悬浮液从底部进入, 悬浮液是由密度为ρ的与密度为ρp的少量颗粒形成的。 假设转鼓内的液体以转鼓的旋转角速度ω随着转鼓旋转。 液体由下向上流动过程中, 颗粒由液面r1处沉降到转鼓内表面r2处。 凡沉降所需时间小于式等于在转鼓内停留时间的颗粒, 均能沉降除去。 当颗粒的沉降处于斯托克斯区时, 其沉降速度(径向) 为2218)(ωrμρρθdddrpp−=斯托克斯区的重力沉降速度为μρρ(18)2−=pptgdurdrug2dt⋅=ωθ 积分边界边界条件: θ =0时, r=r1; θ =θt时,r=r2。122lnrrugttωθ=对上式积分, 得沉降时间s Vhrr)(2122−==πθ转鼓内的液体流量转鼓内的持液量取颗粒的停留时间等于流体在转鼓内的停留时间, 即 对于一定的悬浮液处理量Vs, 只有粒径dp满足条件θt≤θ的颗粒, 才能全部除去。 根据θt=θ, 可得1221222lnrrrrguhVts−⋅=ωπ式中ut的为重力沉降速度。12212222ln18)(rrrrdhVpcps−⋅−=μρρωπ所以当颗粒为临界粒径dpc时, 悬浮液的处理量为以上两式表示悬浮液处理量Vs与转鼓尺寸(r1、 r2及h) 、转鼓角速度ω及颗粒临界直径dpc之间的关系。 例: 水中含有极少量细小颗粒的悬浮液, 想用管式高速离心机分离, 使其中1μ m以上的颗粒全部除去。试求最大的悬浮液进料量为多少。 离心机转鼓尺寸为: r1=5cm、 r2=8cm, h=60cm。 转鼓的转数为12000rpm。 悬浮液温度为20℃, 颗粒的密度为23000kg/m3。 解: 查得水在20℃时的 μ=10-3Pa·s, ρ=1000kg/m3,转鼓的旋转角速度ω=