Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 7. 14 februari 1948 - Centrifugalseparatorer och deras användning, av Einar Fröding
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
21 februari 1948
85
Centrifugalseparatorer och deras användning
Civilingeniör Einar Fröding, Stockholm
Centrifugalseparatorer användas huvudsakligen
för separering av partiklar suspenderade i
vätskor, varvid partiklarna förflytta sig i dessa. I
motsats till vad fallet är med kroppar av
förhållandevis stora dimensioner och med oregelbundna
former, för vilkas rörelser komplicerade lagar
gälla, kan man på mindre sfäriska partiklar
till-lämpa den enkla Stokes’ lag. Enligt denna är en
partikels rörelsehastighet relativt den vätska, i
vilken den är suspenderad, direkt proportionell
mot den kraft, som påverkar partikeln, och mot
kvadraten på partikelns diameter samt omvänt
proportionell mot vätskans dynamiska viskositet.
En partikel suspenderad i en stillastående vätska
påverkas av den uppåtriktade resultanten av
vätsketrycket på partikelns yta och den
nedåt-riktade tyngdkraften som är produkten av
partikelns massa och jordaccelerationen g. Om man
eliminerar inverkan av de elektriska kraftfält av
varierande styrka som ofta omge partiklarna blir
partikelns vertikala hastighet
(si — s2)d2
~ 18»?
där Si är vätskans specifika vikt, s2 partikelns
specifika vikt, d partikelns diameter och rj
dynamiska viskositeten, samtliga i tekniska enheter.
För en oljedroppe med en specifik vikt av 0,9
och en diameter av 10~~4 m blir stighastigheten i
vatten vid 20°C 5,35 • 10~4 m/s. Om avståndet från
droppens utgångsläge till vattenytan är 1 m blir
tiden för förflyttning av droppen denna sträcka,
separeringstiden, 31 min 10 s. Resultatet av denna
tyngdkraftsseparering, liksom alla
separerings-processer, är sålunda beroende av de två
huvudfaktorerna hastigheten och vägen.
En partikel som är suspenderad i en roterande
vätskemassa påverkas liksom vid
tyngdkraftsseparering av vätsketryckresultanten. Denna är
emellertid proportionell såväl mot kvadraten på
avståndet r från rotationscentrum som mot
kvadraten på partikelns vinkelhastighet <o. I motsatt
riktning verkar centrifugalkraften, som vid
cirkulär rörelse är direkt proportionell mot
rotationsradien r och mot kvadraten på
vinkelhastigheten. Partikelns radiella hastighet blir
(si — s2) • d2 • r ■ co2
"18 i?-ff
621.928.3
Jämför man denna hastighet med den vid
tyngdkraftseparering finner man att förhållandet
mellan dem är detsamma som mellan
jordaccelerationen g ms-2 och centrifugalaccelerationen ror
s-3.
Om den som exempel på tyngdkraftseparering
valda oljedroppen i vatten underkastas
centri-fugalkraftseparering på ett radiellt avstånd av
10—1 m från rotationscentrum med en
vinkelhastighet av 200 n s—\ får den en hastighet som är
10_1 • (200)2
-^r-r^–-dvs. ca 4 000 gånger större än vid
9,81
tyngdkraftseparering. Centrifugalaccelerationens
medelvärde är i separatorernas huvuddel,
separatorkulan, av storleksordningen 5 ’ 104 ms-2.
Separatorkulan är ett kärl, som med få
undantag roterar kring en vertikal axel, och som är
försett med en öppning för införande av den vätska
som skall separeras. Om i denna är inblandad en
annan vätska, t.ex. oljedroppar i vatten, är den
försedd med två avlopp, ett för vattnet och ett
för oljan. Om däremot vätskan endast innehåller
fasta partiklar exempelvis olja med kolpartiklar
har kulan endast ett avlopp. Det finns två
huvudtyper av kulor, en utan någon insats och en
med insats av koniska plåtar, fig. 1. Genom
kulorna föres en emulsion av olja i vatten, i vilken
oljan har lägre specifik vikt än vattnet. Båda
kultyperna äro försedda med två avloppsöppningar,
den ena för vatten, den andra för olja. Radiella
avstånden till öppningarna äro beräknade så att
vatten- och oljetrycken i kulan äro i jämvikt.
I den kula som visas på vänstra sidan av
figuren rör sig vattnet i huvudsak radiellt och
horisontellt utåt med en hastighet Vi. Då oljan har
lägre specifik vikt än vattnet röra sig
oljedropparna relativt detta radiellt inåt med hastigheten V2.
Om denna är större än Vx går droppen mot
kulans centrum och blir utseparerad. Är
förhållandet det motsatta, dvs. hastigheten V i är större än
V2, vilket visas på figuren som exempel, blir
oljedroppens hastighet relativt kulan V3, med
riktning mot kulans periferi och droppen medföljer
vattnet. Den blir sålunda icke utseparerad.
Högra sidan av figuren visar en delsektion av
en kula med koniska plåtar. Emulsionen införes
mellan plåtarna, där separeringen äger rum.
Vattnet strömmar utåt parallellt med dessa.
Oljedropparna röra sig liksom i den andra kultypen
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
