Обоснование способов и средств переработки бесподстилочного навоза. Капустин В.П. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Если фильтрация происходит под действием избыточного давления, разрежения или инерционных сил, а вязкость жидкости
отличается от влажности воды, уравнение 1 запишется в виде
w = ∆Р / (µR). (2)
При этом выявлено, что объем фильтрата, получаемый за малый промежуток времени с единицы поверхности фильтра, прямо
пропорционален вязкости фильтрата и общему сопротивлению осадка и фильтровальной перегородки. В дифференциальной форме это
выражение имеет вид [110]
w = dV
ф
/ Sdτ = ∆Р / (µ(R
ОС
+ R
ф
)], (3)
где V - объем фильтрата, м
3
; S - поверхность фильтрования, м
2
; τ - продолжительность фильтрования, с; ∆Р - разность давлений. Па; µ
- динамическая вязкость, Па ⋅ с; R
ос
- сопротивление осадка, м
-1
; R
ф
- сопротивление фильтровальной перегородки, м
-1
.
Учитывая пропорциональность объемов осадка и фильтрата, отношение объема осадка к объему фильтрата обычно обозначают через Х
0
[112, 113]. Вместе с тем объем осадка будет равен Х
0
V или hS. Тогда толщина слоя осадка будет равна h, = X
0
(V
ф
/S). Сопротивление осадка
выразится
R
ос
= r
0
h, = r
0
х,(V
ф
/S),
где r
0
- удельное сопротивление слоя осадка, м
2
.
В практике разделения суспензий различают несколько случаев фильтрования при:
- постоянной разности давлений осуществляется наиболее часто при использовании вакуума и реже сжатого воздуха. В данном
случае проинтегрировав уравнение 3 получим
),/(2/
00
2
ф
xrPSV µ∆=τ
что дает основание заявить о наличии линейной зависимости между V
ф
и τ;
- фильтрование при постоянной скорости процесса происходит, когда разделяемая суспензия подается на фильтр поршневым
насосом. После дифференцирования 3 имеем
),/(/
0ф0
ф
xVrPSV µ∆=τ т.е. ∆Р прямо пропорционально V
ф
;
- постоянной разности давлений и одновременно при постоянной скорости, если перед началом процесса суспензия расслаивается
под действием силы тяжести, т.е. фильтрование идет через слой осадка
);/(2/
00
2
ф
xrPSV µ∆=τ
- наиболее часто встречающийся случай переменных ∆Р
′ и W ′. Такой процесс осуществляется, когда суспензия подается на фильтр
центробежным насосом, в соответствии с его характеристиками, связывающими производительность и напор. Основное уравнение
данного процесса аналогично случаю 1, только переменная разность давления усредняется, т.е. принимается эквивалентная разность
давления, которая находится из уравнения
∆Р
экв
= ∆Р ′dt/τ,
где ∆Р
′ - переменная разность давления.
Во всех перечисленных способах сопротивлением фильтровальной перегородки пренебрегли.
Все рассуждения и допущения при выводе основных уравнений, описанных выше, применимы к процессу фильтрования с
образованием несжимаемого осадка на несжимаемой перегородке. По своим свойствам жидкий навоз при разделении на фильтрах
образует слой волокнистых частиц, который сжимается при увеличении давления. Характер распределения давлений в таком осадке
„очень трудно установить экспериментально. Но как отмечают некоторые авторы [112, 113] зависимости и уравнения фильтрования при
постоянной скорости процесса и постоянной разности давлений, выведенные для несжимаемых пористых сред, применимы и для
сжимаемых. Необходимо только учитывать, что при работе с осадками, состоящими из частиц, обладающих большой способностью к
деформации, может оказаться, что скорость фильтрования при повышении давления сначала увеличивается до некоторого максимального
значения, а затем уменьшается.
Исходя из выбора процесса и применяя то или иное уравнение, рассчитывают параметры машин для разделения [110, 111]. Для
непрерывно действующих фильтров расчет сводится к определению скорости перемещения поверхности фильтрования и числа факторов.
При этом поверхность фильтрования может быть задана или принята. Наибольшая производительность может быть достигнута за счет
быстрого удаления осадка с фильтровальной перегородки. Этому требованию в большей степени отвечают ленточные фильтры.
Аналогичный фильтр был разработан, изготовлен и испытан в Тамбовском филиале ВИЭСХ [113, 114].
Анализ теоретических исследований по разделению суспензий в промышленности и применительно к жидкому навозу показывает,
что каждая зависимость, выраженная одним из приведенных уравнений, применима только для непосредственного рассматриваемого
процесса. Поэтому для расчета конструктивных параметров и режима работы ленточного фильтра, на котором можно получать осадок
влажностью меньше 75 %, необходимо разработать математическую модель процесса.
Сепарирующие машины с бесконечной фильтрующей лентой характеризуются непрерывностью процесса, простотой конструкции и

Страницы