液压油滤芯颗粒沉降的基本原理
沉降和离心分离作为固液分离的一种常用方法,在生物工业中一直被广泛采用。液压油滤芯这种分离过程的必要前提是悬浮液中的固体颗粒和液体之间存在密度差。当一球形固体微粒通过无限连续介质时,受到三种力的作用:一是该微粒受到因微粒与流体介质问密度不同而产生的浮力FB,二是微粒所受到的流体阻力FD,三是向下的沉降作用力FG,当三者达到平衡时,该微粒即以恒定的速度沉降。
按照受到的沉降力的不同,沉降分为重力沉降和离心沉降。静置悬浮液时,密度较大的固体颗粒在重力的作用下逐渐下沉,这一过程称为重力沉降。当密度差较小、溶液晶度较大时,沉降速度将非常缓慢,若采用离心分离则可加速沉降,缩短沉降时间。
传统的重力沉降设备主要有矩形水平流动池、圆形径向流动池、垂直上流式圆形池与方形池,新的池形为斜板与斜管式沉降池。液压油滤芯通常理想的沉降池结构分成4个区域。进水区可形成均匀的进料使其通过沉降区,沉降区是进行重力沉降的主体部分,污泥区用于收集和贮藏固体,出流区用于汇集流过堰口的出水。
虽然重力沉降设备体积庞大,分离效率低,但具有设备简单、制造容易且运行成本、能耗均低等优点,在食品、发酵特别是环境工程中得到广泛应用。液压油滤芯固液混合物料在进行重力沉降之前一般都要进行混凝、絮凝等预处理。
液压油滤芯的离心沉降种类
利用离心力作为推动力分离液相非均一系的过程称为离心分离,其设备称为离心机。液压油滤芯的种类很多,按其作用原理不同,可分为过滤式离心机和沉降式离心机两大类。前者转鼓上开有小孔,有过滤介质,在离心力作用下,液体穿过过滤介质经小孔流出而得以分离,主要用于处理悬浮液固体颗粒较大、固体含量较高的场合。后者转鼓上无孔,不需过滤介质,在离心力的作用下,物料按密度的大小不同分层沉降而得以分离,可用于液固、液液物料的分离。离心过滤在上节的内容中已经作过介绍,这里主要讨论离心沉降。
实验室和工业生产所用的离心机不尽相同。实验室中的液压油滤芯主要要求有较好的分离效果,而对于处理量和生产能力没有严格的要求,多为配有转子和相应离心管的沉降式离心机,离心操作多为间歇式。按照转速可分为普通离心机(2000r·min-1~6000 r·min-1)、高速离心机(10000r·min-1~26000 r·min-1)和超速离心机(30000 r·min-1~120000r·min-1)。为了防止目标产物的失活,有的还配有冷冻装置,可在低温下操作,称为冷冻离心机。转于根据不同的需要主要有水平转于、角式转子和垂直管转于三种。液压油滤芯有各种大小(1.5mL—1000mL),通常由玻璃、塑料或金属(如不锈钢、铝台金)制成。玻璃管虽质硬,但很脆,不能耐受超速离心的应力。超速离心所用离心管主要用塑料和不锈钢制成。
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