ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОНКОСТИ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ В ЦЕНТРОБЕЖНОМ ОЧИСТИТЕЛЕ

 

Капустин Р.П. (БГИТА, г. Брянск, РФ)

 

The technique of definition of speeds and subtleties of clearing is reduced Hydraulic fluid of a hydraulic system in a centrifugal cleaner.

 

На рисунке 1 показано движение жидкости в зоне разделения центробежного очистителя [1].

Рисунок 1- Движение жидкости в роторе центрифуги в зоне разделения

 

При вращении ротора на механические частицы действует центробежная сила. При повороте и вхождении жидкости, как видно из рисунка, в междисковое пространство на частицы будет действовать и сила инерции. Под действием этих сил частицы, преодолевая вязкое сопротивление жидкости, будут перемещаться к стенке ротора и откладываться на нём и нижнем основании в виде плотного осадка, а освобождённая от них уже чистая рабочая жидкость возвращаться в систему.

Для определения тонкости очистки рабочей жидкости от механических примесей необходимо, прежде всего, иметь выражения радиальной и осевой скоростей жидкости, предполагая, что скорость частиц механических примесей совпадает со скоростью жидкости.

Выражения радиальной и осевой скоростей жидкости определим из функции тока [1].

         (2)

где  скорость равномерного потока;  цилиндрические координаты; радиус кольцевого источника; координата расположения кольцевого источника; координата расположения кольцевого стока; интенсивность осевого диполя; интенсивность кольцевого диполя;  независимая переменная ряда;

порядковый номер члена ряда.

Скорость равномерного потока   равна средней скорости потока в кольцевом пространстве между колпаком 1 и верхним диском 2 (рис.1).

                                                  (2)

где  расход жидкости через очиститель; диаметры соответственно колпака и верхнего диска.

Интенсивность осевого диполя  определяется из условия, что больший радиус обтекаемого сфероида должен быть равен радиусу верхнего диска, т.е. имеем условие

.            (3)

При   получаем

,                                    (4)

или 

,                                     (5)

где радиус верхнего диска.

Задавая точность вычисления суммы членов ряда, которой необходимо  придерживаться и в дальнейших расчётах, получаем интенсивность осевого диполя .

Интенсивность кольцевых источника и стока предпочтительнее определять при помощи компьютера построением линий обтекания верхнего диска. Подбором   в (1) необходимо добиваться наибольшего приближения нулевой линии тока к контуру верхнего диска, как, например, показано на рисунке 2.

Для определения тонкости очистки нас интересует течение жидкости в зоне между верхним диском и колпаком ротора и около нижней кромки верхнего диска.

Выражения радиальной и осевой скоростей жидкости в указанной зоне имеют вид

 

 

Рисунок 2- Линии тока жидкости при обтекании верхнего диска центрифуги

 

 

    (6)

 

 

 

     (7)

 

На механическую частицу действует центробежная сила

                                             (8)

где  эквивалентный диаметр частицы;

      плотность частицы и жидкости;

       угловая скорость вращения ротора

        частота вращения ротора.

При движении частица испытывает сопротивление со стороны жидкости

,                                                  (9)

где  динамическая вязкость жидкости.

,

        кинематическая вязкость жидкости.

 Приравнивая уравнения  (8) и (9) определим диаметр осаждаемых частиц

 

                                             (10)

 

Пример расчёта:         

Диаметр осаждаемых частиц  равен 

 

Литература

Капустин Р.П. Кинематика жидкости в центрифуге.//Новые материалы и технологии в машиностроении. Сб. научн. Трудов. Выпуск 3. - Брянск: БГИТА. с.46-50.