Подбор насосов

3.3 Подбор насосов

Подача пульпы в гидроциклон осуществляется песковым насосами. Выбор насоса производится по заданной объемной производительности (м³/ч), содержанию твердого в пульпе и необходимому манометрическому напору.

Производительность насоса по воде определяется по формуле:

Vн₂о = V_п∙(1 + Т_п),(3.3.1)

где Vн₂о - объемная производительность насоса по воде, м³/ч;

V_п - объемная производительность насоса по пульпе, равная 0,196 м³/ч (3.2.2);

Т_П - содержание твердого в пульпе, равное 50%.

Vн₂о = 0,196∙(1 + 0,5) = 0,3 м³/ч.(3.3.2)

К установке принимаем песковой насос с наименьшей возможной производительность, но обеспечивающий достаточный напор для гидроциклона ГЦ 500К. В таблице 3.3.1 приведены технические характеристики насоса П-12.5/12.5. Такой же насос установлен для перекачки пульпы в центрифугу. [14]

Таблица 3.3.1 Технические характеристики П-12.5/12.5

3.4 Расчет центрифуги

Исходя из заданной производительности по твердому осадку D_т = 143 кг/ч, предварительно принимаем к установке универсальная центрифуга ОГШ-35.

Ее технические характеристики приведены в таблице 3.4.1.

Таблица 3.4.1 Технические характеристики ОГШ-35

Необходимая крупность разделения δ_к = 0,005 мм.

Для нахождения скорости осаждения частицы размером δ_к = 0,005 мм рассчитываем критерий Архимеда:

Ar = [δ_к³(ρ_т - ρ_ж) ρ_жg]/μ²,(3.4.1)

где ρ_т - плотность слюды, равная 2700 кг/м³;

ρ_ж - плотность воды, равная 1000 кг/м³;

μ - вязкость воды, равная 0,9∙10^-3 Па∙с.

Ar = [0,005³∙10^-9∙(2700 - 1000)∙1000∙9,81]/(0,9∙10^-3) = 2,32∙10^-6.(3.4.2)

Режим осаждения ламинарный Ar < 3,6, поэтому скорость осаждения рассчитана по формуле Стокса:

ω₀ = δ_к² (ρ_т - ρ_ж)∙g/(18∙μ),(3.4.3)

ω₀ = 0,005 ² ∙10^-6∙(2700 - 1000)∙9,81/(18∙0,9∙10^-3) = 0,257∙10^-4 м/с. (3.4.4)

Средний диаметр потока жидкости в барабане:

D_ср = (D_в + D_б)/2,(3.4.5)

где D_в - внутренний диаметр барабана центрифуги, равный 350 мм;

D_б - диаметр слива жидкости, равный 260 мм.

D_ср = (350 + 260)/2 = 305 мм = 0,305 м.(3.4.6)

Фактор разделения, соответствующий среднему диаметру, определяется по зависимости:

Fr_ср = (ω²∙ D_ср)/(2g) = (2π²n² D_ср)/g, (3.4.7)

где n - частота вращения ротора центрифуги, равная 66 1/с.

Fr_ср = (2∙3,14²∙66²∙0,305)/9,81 = 2710.(3.4.8)

Производительность центрифуги по подаваемой суспензии рассчитываем по уравнению:

Vc = π∙D_ср∙ℓ∙ω₀∙Fr_ср∙ɳ_э,(3.4.9)

где ℓ - длина пути осаждения, равная 0,375 м; ɳ_э - коэффициент эффективности разделения, равный 0,2 для центрифуг непрерывного действия.

V_c = 3,14∙0,305∙0,375∙0,257∙10^-4∙2710∙0,2 =(3.4.10)

= 0,005 м³/с = 18 м³/ч.

Плотность суспензии была определена по формуле:

ρ_с = (ρ_т∙ρ_ж)/(ρ_т - (ρ_т - ρ_ж)∙x_m),(3.4.11)

где x_m- массовая концентрация твердой фазы, равная 50%.

ρ_с = (2700∙1000)/(2700 - (2700 - 1000)∙0,5) = 1495 кг/м³. (3.4.12)

Производительность центрифуги по твердому осадку при V_c = 18 м³/ч была определена по формуле:

G_т = V_c∙ρ_с∙x_m,(3.4.13)

G_т = 18∙1495∙0,5 = 13131 кг/ч.(3.4.14)

Полученное значение производительности по осадку

G_т = 13131 кг/ч > G_тmax = 500 кг/ч.(3.4.15)

В этом случае рабочую производительность по осадку принимаем:

G_тр = 0,5∙G_тmax = 0,5∙500 = 250 кг/ч. (3.4.16)

Тогда максимальная производительность по суспензии:

V_c = G_тр/(ρ_с∙x_m),(3.4.17)

V_c = 250/(1495∙0,5) = 0,343 м³/ч.(3.4.18)

Требуемое количество центрифуг:

z = V_тр/V_c, (3.4.19)

где V_тр - требуемая производительность по суспензии, равная 0,196 м³/ч (3.2.2).

z = 0,196/0,343 = 0,6. (3.4.20)

Таким образом, для установки принимаем одну центрифугу ОГШ-35. [13]