О сепарации тонкоизмельчённых частиц при центрифугировании в жидких средах

Аннотация

Данная работа посвящена исследованию процессов центрифугирования, являющихся одними
из наиболее сложных процессов технологии. Использование действия поля центробежных
сил для разделения неоднородных жидких систем в роторной системе (центрифуге)
весьма эффективно. Разделяемость центрифугируемых материалов, многофазность
дисперсной системы, соотношение между фазами обуславливают неоднозначность процессов
центрифугирования, и поэтому не всегда существует возможность точного прогноза и
оценки основных характеристик разделения гетерогенных систем в центробежном поле
сил. Для качественной оценки основных характеристик сепарации, такие как угловая
скорость вращения, зависимость углов наклона стаканов от угловой скорости, время
оседания частиц и т.д., построена математическая модель вертикальной роторной системы.
Ротор представляет собой круглый диск, на котором симметрично подвешены стаканчики
(пробирки) с многофазной жидкостью. Рассматривается частный случай фиксированного
ротора. Получены нелинейные дифференциальные уравнения движения частицы суспензии,
которые точного решения не имеют. Исследование проводится аналитическими и численными
методами. Получены зависимости углов наклона пробирок от угловой скорости вращения ротора,
кривые седиментации, позволяющие оценить время осаждения частиц, а также влияние
гранулометрического состава на процесс сепарации в целом. Результаты исследования данной
работы позволяют с достаточной точностью определить все необходимые характеристики
рабочего процесса седиментации, а также позволяют в определенных случаях исключить
проведение экспериментальных работ. Результаты работы подтверждают физический смысл
процесса, рассматриваемого в задаче, что может служит обоснованием использования и
внедрения данной математической модели в промышленном производстве.