Процесс центрифугирования и проектирование центрифуги периодического действия - Курсовая работа

В частном случае мы разберем не слишком знакомый обычному человеку процесс - процесс центрифугирования. Процесс центрифугирование представляет собой процесс разделения грубодисперсных систем (суспензий; эмульсий; шламов; кристаллических осадков, содержащих жидкую фазу), состоящих из жидких и плотных компонентов с различными плотностями под действием центробежных сил, создаваемых вращением ротора. Центрифугирование применяется в биологии, медицине, технике, часто заменяя собой процессы отстаивания, фильтрования и отжимания, в сельском хозяйстве для очистки зерна. На основе данного процесса человек создал множество различных аппаратов, начиная с домашней техники (стиральная машина, центрифуга для отжима белья) и заканчивая громоздкими машинами, выполняющие роль фильтра или устройства для производства простых керамических труб.Оно осуществляется в специализированных машинах - центрифугах. Центрифуга представляет собой барабан, который вращается с большой скоростью на вертикальном или горизонтальном валу.Центробежное фильтрование представляет собой процесс разделения суспензий в центрифугах с дырчатыми барабанами (рис. Суспензия центробежной силой отбрасывается к стенкам барабана, при этом твердая фаза остается на поверхности ткани, а жидкость под действием центробежной силы проходит сквозь слой осадка и ткань удаляется наружу через отверстия в барабане. Центробежное фильтрование обычно складывается из трех последовательных физических процессов: 1)фильтрование с образованием осадка;Центробежное отстаивание - процесс разделения суспензий в центрифугах, имеющих барабаны со сплошными стенками (рисунок 1.1,б). У стенок образуется слой осадка, а жидкость образует внутренний слой и вытесняется из барабана поступающей на разделение суспензией.По физической сущности центробежное осветление представляет собой процесс свободного осаждения твердых частиц в поле центробежных сил. Под действием центробежной силы компоненты эмульсии в соответствии с плотностью располагаются в виде разграниченных слоев: наружного слоя жидкости с большей плотностью и внутреннего слоя более легкой жидкости. Таким образом, центрифугирование представляет собой по существу процессы отстаивания, осветления и фильтрования в поле центробежных сил.Центрифуги классифицируют по таким признакам, как: · Величина фактора разделения. Фактор разделения представляет собой отношение центробежного ускорения к ускорению силы тяжести: (1.1) где ? - угловая скорость вращения барабана, рад/с; Фактор разделения Ф может быть повышен путем увеличения радиуса барабана и еще в большей степени - увеличением числа оборотов. Произведение фактора разделения Ф на поверхность F осаждения твердой фазы в барабане центрифуги, обозначаемое ?, называется индексом производительности центрифуги: ?=Ф·F(м2), (1.2) где Ф - фактор разделения; Величина ? отражает влияние всех конструктивных факторов, определяющих способность отстойных и фильтрующих центрифуг к разделению суспензий или эмульсий.Суспензия загружается в барабан, находящийся в покое или же вращающийся с рабочей или пониженной скоростью, при этом после загрузки барабана скорость его доводится до рабочей. В фильтрующей центрифуге жидкость проходит через фильтровальную ткань, металлическую подкладочную сетку и удаляется через отверстия барабана 1 в неподвижный кожух 2, окружающей барабан, из кожуха жидкость сливается в сборник. Затем выключают электродвигатель, останавливают центрифугу тормозом и выгружают осадок вручную. Барабан 1 и станина 3, внутри которой он вращается, подвешены при помощи тяг 4 на трех колонках 5; вибрация барабана воспринимается пружинами 6. благодаря такому устройству колебания барабана не передаются через вал 2 и подшипники на станину, не вызывая ее расшатывания. Барабан 1 такой центрифуги подвешен к нижнему концу вала 2, имеющего верхнюю коническую или шаровую опору 3.В таких центрифугах загрузка и разгрузка происходит автоматически, без остановки или снижения скорости барабана. Разгрузка на ходу производится при помощи ножа, который перемещается вверх и вниз независимо от барабана и срезает осадок. Подача суспензии, фугование и снятие осадка осуществляется последовательно друг за другом, смена и длительность отдельных операций регулируется специальным автоматическим устройством. Суспензия подается по трубе 3, ввод и прекращение подачи суспензии производится при помощи клапана 4, работой которого управляет гидравлический цилиндр 5.В центрифуге этого типа суспензия подается непрерывно, осадок периодически вталкивается поршнем - толкателем из дырчатого барабана, расположенного на горизонтальном валу (рисунок 1.3.1.3.а). Внутри барабана 1 вдоль его оси перемещается поршень толкатель 2, который укреплен на конце штока 7. шток находится внутри полого вала 5, вращается вместе с ним и одновременно совершает возвратно - поступательно движение. Суспензия подводится в конус 3 и через отверстия в нем поступает в барабан, покрытый изнутри металлическим щелевым ситом 4. слой осадка, отлагающийся на сите, перемещает

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Центрифигирование и его классификация

1.1.1 Центробежное фильтрование

1.1.2 Центробежное отстаивание

1.1.3 Центробежное осветление

1.2 Классификация центрифуг

1.3 Устройство центрифуг

1.3.1 Нормальные центрифуги

1.3.1.1 Центрифуги периодического действия с ручной и гравитационной выгрузкой

1.3.1.2 Автоматические центрифуги периодического действия с ножевым съемом осадка на ходу

1.3.1.3 Центрифуги непрерывного действия с выгрузкой пульсирующим поршнем

1.3.1.4 Центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой

1.3.1.5 Центрифуги непрерывного действия с инерционной выгрузкой

1.3.2 Сверхцентрифуги

1.3.2.1 Трубчатые сверхцентрифуги

1.3.2.2 Разделяющие сверхцентрифуги

1.3.2.3 Жидкостные сепараторы

1.4 Оборудование для центробежного формования

1.4.1 Свободнороликовая центрифуга

1.4.2 Барабанная центрифуга

1.4.3 Ременная центрифуга

1.4.4 Осевая центрифуга

1.5 Изготовление труб радиальным прессованием

2. Блок-схема центрифугирования

3. Расчет аппарата

3.1 Вычисление длины барабана промышленной центрифуги

3.2 Блок - схема алгоритма расчета промышленной центрифуги

3.3 Программа расчета промышленной центрифуги

4. Охрана труда и техника безопасности

4.1 Правила и нормы по технике безопасности и охране труда

4.2 Вибрация

4.2.1 Методы защиты

4.2.2 Виброизоляция

4.2.3 Виброгасящие основания

4.3 Шумовое загрязнение

4.3.1 Действие шума на организм человека

4.3.2 Средства и методы защиты от шума

4.3.3 Средства индивидуальной защиты от шума

4.4 Освещенность

4.5 Электробезопасность

4.6 Требования безопасности

5. Список использованных источников

Человек всегда стремится к прогрессу. И как в следствии различные аппараты и механизмы окружают нашу жизнь и на работе и дома. И все это основано на различных процессах. В частном случае мы разберем не слишком знакомый обычному человеку процесс - процесс центрифугирования.

Процесс центрифугирование представляет собой процесс разделения грубодисперсных систем (суспензий; эмульсий; шламов; кристаллических осадков, содержащих жидкую фазу), состоящих из жидких и плотных компонентов с различными плотностями под действием центробежных сил, создаваемых вращением ротора. Аппараты, в которых происходит это разделение, называются центрифугами.

Центрифугирование применяется в биологии, медицине, технике, часто заменяя собой процессы отстаивания, фильтрования и отжимания, в сельском хозяйстве для очистки зерна. Также центрифугирование применяется для выдавливания меда из сот, выделения жира из молока (сепаратор), в технике для обогащения руд, в крахмало-паточном производстве, в текстильном производстве, в прачечных для отжима воды из белья и т. п. На основе данного процесса человек создал множество различных аппаратов, начиная с домашней техники (стиральная машина, центрифуга для отжима белья) и заканчивая громоздкими машинами, выполняющие роль фильтра или устройства для производства простых керамических труб. Все эти приспособления служат для того, чтобы облегчить жизнь человека. Поэтому, говоря о важности рассматриваемого нами процесса можно сказать, что центрифугирование имеет глобальное распространение и применение.

Целью данной курсовой работы является изучение процесса центрифугирования и проектирование центрифуги периодического действия, а задачей - рассчитать геометрические размеры этой центрифуги.