卧螺离心机培训教程

卧式离心机简要说明一、卧螺机简要说明：1、设备处理能力及介质条件：介质：含杂质煤焦油密度：1041kg/m3处理量： 10 t/h介质温度：80℃--90℃介质压力：0.2MPa（表）2、设备型号及厂家供货范围：（1）卧螺离心机：（2）电机：（2.1 ）主电机（2.2）背驱动电机：（3）行星差速机构：（4）变频器（4.1）主驱动变频器（4.2）背驱动变频器（5）仪表：3、设备技术说明：(3.1)机型： P2-325，为逆流卧式螺旋卸料沉降离心机，由圆锥圆柱型转筒和内螺旋构成，在离心力作用下可对物料进行每天24小时连续的三相分离。

（由于原机型是三项卧式螺旋卸料沉降离心机，由于物料原因，在装置上如装置不能实现三项分离改两项）；(3.2)结构:柱锥形卧螺离心机，圆锥圆柱型转筒、内螺旋、罩壳、电机、行星减速机、变频器及控制系统、机座、轴承座组合、隔震垫、地脚螺栓等组成。

1.差速直接驱2.DD3.强化耐磨损保护4.开放式5.360°6.密封型机罩(3.3)螺旋：材质为ASTM A 743M grade CF-M(相当于DIN1.4408)。

螺旋叶片材质为为ASM A890M双相不锈钢(相当于DIN1.4462)，螺距=1x130mm（80°），螺旋叶片端部配有碳化钨防磨瓦块，保护片的厚度为5 mm。

先进，成熟的专利进料口设计，独特的可更换进料区耐磨保护衬套，厚度为6 mm。

(3.4) 转鼓：材质为ASM A890M双相不锈钢(相当于DIN1.4462)离心浇铸，内径配纵向防滑防磨筋条。

3相分离筒，2个轻液出口，2个重液出口，堰板高度可调。

6个无堵塞360 马鞍形固体排放口，均配有碳化钨可更换防磨套，厚度为5 mm。

转鼓直径360mm，长度1512mm，长径比4.2。

©Alfa Laval Slide 8©Alfa Laval Slide 4Esbjerg 太极型进料分布区－－－进料阻力小，更符合流体的流道分布，流体搅动小，固分离或同等处理效果下处理量增大Slide 5(3.5) 转鼓半锥角：10°(3.6)轻液排出口：半径=108mm（93-115mm）可调(3.7)重液排出口：半径=116mm（95-118mm）可调(3.8)齿轮箱：多级行星式,齿轮比=1:52，最高扭矩为3.5KNm(3.9)后驱动装置：背驱动调频电机11kW，2Touch自动控制装置。

(3.10)外壳/支架：外壳上部为AISI316不锈钢，采用氟橡胶的密封件（密封垫、圈和条）；支架为碳钢经喷沙并涂四层防护底漆和二层面漆。

(3.11)转鼓转速：转鼓运行转速最高为4200rpm.(3.12)分离因素：最高为3549G(3.13)差速范围： 0.5～30rpm连续、自动可调；调节精度为0.1rpm(3.14)差速控制：采用先进的由多级行星齿轮箱、背驱动调频电机、2 Touch自动控制组成的差速直接驱动及控制系统，用于转鼓和螺旋的差速及螺旋推料扭矩自动控制；转鼓和螺旋的差速可设为恒扭矩或恒差速自动控制。

(3.15)恒扭矩控制：在进料含固率变化时，转差可自动增减以保持扭矩恒定及排出固渣的干度稳定。

(3.16)控制系统： 15英寸彩色触摸屏2Touch自动恒扭拒，变差速控制系统，转速，差速，扭拒及震动量显示。

双调频变速(VFD)启动控制器。

(3.17)冲洗管道：离心机壳体自带CIP氨水冲洗管。

（也可用油冲冼）(3.18)正常运行时振动值：≤6.3mm/s(3.19)噪音：≤85分贝(在距离设备外缘1.0米处)二、沉降原理：1、雷诺数介绍：测量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分布等。

雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。

流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。

用符号Re表示。

Re是一个无因次量。

一般认为，Re≤2000时，流动型态为滞流；Re≥4000时，流动为湍流；Re 数在两者之间，有时为滞流，有时为湍流，和流动环境有关。

对于一定温度的流体，在特定的圆管内流动，雷诺准数仅与流速有关。

本实验是改变水在管内的速度，观察在不同雷诺数下流体流型的变化。

式中的动力粘度η用运动粘度υ来代替，因η＝ρυ，则Re=duρ/μ如下：d 管子内径m； u 流速m／s；ρ 流体密度kg／m３；μ流体粘度Pa·s。

由上式可知，雷诺数Re的大小取决于三个参数，即流体的速度、流束的定型尺寸以及工作状态下的粘度。

2、沉降计算：（2.1）重力沉降速度：(2.1.1)沉降颗粒受力分析若将一个表面光滑的刚性球形颗粒置于静止的流体中，如果颗粒的密度大于流体的密度，则颗粒所受重力大于浮力，颗粒将在流体中降落。

此时颗粒受到三个力的作用，即重力、浮力与阻力，如图3-1所示。

重力向下，浮力向上，阻力与颗粒运动方向相反（即向上）。

对于一定的流体和颗粒，重力和浮力是恒定的，而阻力却随颗粒的降落速度而变。

若颗粒的密度为rs, 直径为d,流体的密度为r，则颗粒所受的三个力为：重力（3-22）浮力（3-23）阻力（3-24）式中：x――阻力系数，无因次；A――颗粒在垂直于其运动方向的平面上的投影面积，其值为，m2；u――颗粒相对于流体的降落速度，m/s。

静止流体中颗粒的沉降速度一般经历加速和恒速两个阶段。

颗粒开始沉降的瞬间，初速度u为零使得阻力Fd为零，因此加速度a为最大值；颗粒开始沉降后，阻力随速度u的增加而加大，加速度a则相应减小，当速度达到某一值ut时，阻力、浮力与重力平衡，颗粒所受合力为零，使加速度为零，此后颗粒的速度不再变化，开始做速度为ut的匀速沉降运动。

(2.1.2)沉降的加速阶段根据牛顿第二运动定律可知，上面三个力的合力应等于颗粒的质量与其加速度a的乘积，即（3-25）（3-25a或）式中m――颗粒的质量，kg；a――加速度，m/s2;q ――时间，s。

由于小颗粒的比表面积很大，使得颗粒与流体间的接触面积很大，颗粒开始沉降后，在极短的时间内阻力便与颗粒所受的净重力（即重力减浮力）接近平衡。

因此，颗粒沉降时加速阶段时间很短，对整个沉降过程来说往往可以忽略。

(2.1.3)沉降的等速阶段匀速阶段中颗粒相对于流体的运动速度ut称为沉降速度，由于该速度是加速段终了时颗粒相对于流体的运动速度，故又称为“终端速度”，也可称为自由沉降速度。

从式3-25a可得出沉降速度的表达式。

当a=0时，u= ut,则（3-26）式中ut－颗粒的自由沉降速度，m/s；d－颗粒直径，m；rs，r－分别为颗粒和流体的密度，kg/m3；g--重力加速度，m/s2;(2.2)阻力系数x:(2.2.1)阻力系数x 的实验测定用式3-26计算沉降速度时，首先需要确定阻力系数x 值。

根据因次分析，x 是颗粒与流体相对运动时雷诺准数Ret的函数，x 随Re及fs变化的实验测定结果见图3-2。

图中，φs为球形度，Ret为雷诺准数，其定义为式中m――流体的粘度，Pa·s 。

从图中可以看出，对球形颗粒（φs＝1），曲线按Ret值大致分为三个区域，各区域内的曲线可分别用相应的关系式表达如下：Ret（10－4< Ret <1）非常低时的流动称为爬流（又称蠕动流），此时粘性力占主导地位，动量方程中的惯性力项可忽略不计，可以推出流体对球形颗粒的阻力为（3-27）式3-27称为斯托克斯(Stokes)定律，10－4< Ret <1的区域称为滞流区或斯托克斯定律区。

与式3-24比较可得（3-28）过渡区或艾仑（Allen）定律区（1<Ret<103）（3-29）湍流区或牛顿（Newton）定律区（103< Ret <2x105）（3-30）(2.2.2)颗粒的沉降速度将式3-28、3-29及3-30分别代入式3-26，便可得到球形颗粒在相应各区的沉降速度公式，即滞流（3-31）区过渡（3-32）区湍流（3-33）区式3-32、3-33及3-34分别称为斯托克斯(Stokes)公式、艾仑（Allen）公式和牛顿（Newton）公式。

球形颗粒在流体中的沉降速度可根据不同流型，分别选用上述三式进行计算。

由于沉降操作中涉及的颗粒直径都较小，操作通常处于滞流区，因此，斯托克斯公式应用较多。

(2.3)影响沉降速度的因素:沉降速度由颗粒特性（ρS、形状、大小及运动的取向）、流体物性（ρ、μ）及沉降环境综合因素所决定。

上面得到的式3-31到式3-33是表面光滑的刚性球形颗粒在流体中作自由沉降时的速度计算式。

自由沉降是指在沉降过程中，任一颗粒的沉降不因其它颗粒的存在而受到干扰。

即流体中颗粒的含量很低，颗粒之间距离足够大，并且容器壁面的影响可以忽略。

单个颗粒在大空间中的沉降或气态非均相物系中颗粒的沉降都可视为自由沉降。

相反，如果分散相的体积分率较高，颗粒间有明显的相互作用，容器壁面对颗粒沉降的影响不可忽略，这时的沉降称为干扰沉降或受阻沉降。

液态非均相物系中，当分散相浓度较高时，往往发生干扰沉降。

在实际沉降操作中，影响沉降速度的因素有：(2.3.1)流体的粘度:在滞流沉降区内，由流体粘性引起的表面摩擦力占主要地位。

在湍流区内，流体粘性对沉降速度已无明显影响，而是流体在颗粒后半部出现的边界层分离所引起的形体阻力占主要地位。

在过渡区，则表面摩擦阻力和形体阻力都不可忽略。

在整个范围内，随雷诺准数Ret的增大，表面摩擦阻力的作用逐渐减弱，形体阻力的作用逐渐增强。

当雷诺准数Ret超过2x105时，出现湍流边界层，此时边界层分离的现象减弱，所以阻力系数x 突然下降，但在沉降操作中很少达到这个区域。

(2.3.3)颗粒的体积浓度:当颗粒的体积浓度小于0.2％时，前述各种沉降速度关系式的计算偏差在1％以内。

当颗粒浓度较高时，由于颗粒间相互作用明显，便发生干扰沉降。

(2.3.3)器壁效应:容器的壁面和底面会对沉降的颗粒产生曳力，使颗粒的实际沉降速度低于自由沉降速度。

当容器尺寸远远大于颗粒尺寸时（例如100倍以上），器壁效应可以忽略，否则，则应考虑器壁效应对沉降速度的影响。

在斯托克斯定律区，器壁对沉降速度的影响可用下式修正：（3-34）式中：――颗粒的实际沉降速度，m/s；D――容器直径，m。

(2.3.4)颗粒形状的影响 :同一种固体物质，球形或近球形颗粒比同体积的非球形颗粒的沉降要快一些。

非球形颗粒的形状及其投影面积A均对沉降速度有影响。

由图3-2可见，相同Ret下，颗粒的球形度越小，阻力系数x 越大，但fs 值对x 的影响在滞流区内并不显著。

随着Ret的增大，这种影响逐渐变大。

(2.3.5)颗粒的最小尺寸:上述自由沉降速度的公式不适用于非常细微颗粒（如<0.5mm）的沉降计算，这是因为流体分子热运动使得颗粒发生布朗运动。