55 / 60
53
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 4, 2014
 ñàìûõ ðàçíîîáðàçíûõ ïðîèçâîäñòâàõ, â òîì ÷èñ-
ëå â ïèùåâûõ, òðåáóåòñÿ ðàçäåëåíèå ñóñïåíçèé. Ê òà-
êîìó ïðîèçâîäñòâó îòíîñèòñÿ ïåðåðàáîòêà êðàõìàë-
ñîäåðæàùåãî ñûðüÿ, íàïðèìåð êàðòîôåëüíîé êàø-
êè, êîãäà ïðîöåññ âûäåëåíèÿ êðàõìàëüíûõ çåðåí îï-
ðåäåëÿåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ëèíèè. Äëÿ ýòîé öåëè
ïðèìåíÿþòñÿ ðàçíîîáðàçíûå óñòàíîâêè.
Íàèáîëåå ïðîèçâîäèòåëüíûìè, äîñòàòî÷íî ïðî-
ñòûìè â èçãîòîâëåíèè è ýêñïëóàòàöèè ïîêàçàëè ñå-
áÿ öåíòðèôóãè ñ ðîòîðîì â âèäå êîíè÷åñêîãî ôèëü-
òðóþùåãî ñèòà. Ýòè öåíòðèôóãè îáëàäàþò çíà÷è-
òåëüíîé äâèæóùåé ñèëîé â ïðîöåññå ðàçäåëåíèÿ [1].
Ñíà÷àëà â íèõ ïðîèñõîäèò îòâîä îñíîâíîé ÷àñòè
æèäêîñòè, êîãäà ñóñïåíçèÿ îáëàäàåò òåêó÷åñòüþ, è
îáðàçóåòñÿ îñàäîê èç êëåò÷àòêè. Ñ ìîìåíòà îáðàçî-
âàíèÿ ïóñòûõ ïîð îñàäîê íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ óñêî-
ðåííî. Ôèëüòðàöèÿ ñóùåñòâåííî îñëàáåâàåò. Äëÿ óñè-
ëåíèÿ ôèëüòðàöèè çà ñ÷åò óëó÷øåíèÿ êîíòàêòà ðàç-
äåëÿåìîé êàøêè ñ ôèëüòðóþùåé ïîâåðõíîñòüþ âíó-
òðè êîíè÷åñêîãî ñèòà ïî åãî äëèíå óñòàíàâëèâàþò
êîëüöåâûå ïåðåãîðîäêè â ïëîñêîñòÿõ, ãäå êîíè÷åñ-
êîå ñèòî èìååò òàêæå íàðóæíûå îòáîéíûå êîëüöà.
Ïåðåãîðîäêè ïðèòîðìàæèâàþò îñàäîê, îáðàçóÿ èç
íåãî êîëüöåâîé ñëîé ñ ñå÷åíèåì, áëèçêèì ê òðåó-
ãîëüíîìó. Öåíòðîáåæíûå ñèëû ïðèæèìàþò îñàäîê ê
ôèëüòðóþùåé ïîâåðõíîñòè, ïðîöåññ ôèëüòðàöèè
èíòåíñèôèöèðóåòñÿ. Â çîíó ïåðåãîðîäîê ìîæíî ïî-
äàòü ïðîìûâíóþ âîäó, ñïîñîáñòâóþùóþ áîëåå ïîë-
íîìó âûìûâàíèþ êðàõìàëüíûõ çåðåí èç êëåò÷àòêè
îñàäêà. Ïîñëå çàâåðøåíèÿ âûâîäà ôèëüòðàòà ïåðåãî-
ðîäêè êðàòêîâðåìåííî ñìåùàþò ïî îñè âðàùåíèÿ
ñèòà, ìåæäó íèìè è ôèëüòðóþùåé ïîâåðõíîñòüþ îá-
ðàçóåòñÿ çàçîð, ñêâîçü êîòîðûé îñàäîê ñîñêàëüçûâà-
åò ïîä äåéñòâèåì öåíòðîáåæíûõ ñèë ê ñëåäóþùåé
ïåðåãîðîäêå èëè ñáðà-
ñûâàåòñÿ â íåïîäâèæ-
íûé ïðèåìíèê îñàäêà
öåíòðèôóãè.
Ïîëó÷èì ðàñ÷åòíûå
ôîðìóëû ïðîèçâîäè-
òåëüíîñòè è âðåìåíè
âûòåêàíèÿ ôèëüòðàòà
èç êîëüöåâîãî ñëîÿ
îñàäêà (ðèñ. 1). Ñ÷èòà-
åì, ÷òî èçáûòî÷íûé
îáúåì âëàãè óæå îò-
ôèëüòðîâàí ïî ïóòè
äâèæåíèÿ ñóñïåíçèè
è ïåðåä îñàäêîì íå
îáðàçóåòñÿ íàïîðíîå êîëüöî æèäêîñòè. Ïîýòîìó
ôèëüòðàöèÿ ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê áåçíàïîðíàÿ, ò.å.
ãäå
p
— äàâëåíèå â æäêîñòè;
r
— ðàäèàëüíàÿ êîîðäè-
íàòà òî÷êè æèäêîñòè [2].
Ïðè òàêîé ïîñòàíîâêå äâèæóùåé ñèëîé, äåéñòâó-
þùåé íà æèäêîñòü âíóòðè îñàäêà, ÿâëÿåòñÿ òîëüêî
óìåíüøåííàÿ ñîïðîòèâëåíèåì ïîðèñòîé ñðåäû öåí-
òðîáåæíàÿ ñèëà èíåðöèè. Ïîýòîìó ëèíèÿìè òîêà
æèäêîñòè áóäóò ïðÿìûå, ðàñõîäÿùèåñÿ îò îñè âðà-
ùåíèÿ
z
ðîòîðà öåíòðèôóãè è ïåðïåíäèêóëÿðíûå
ýòîé îñè, ò.å. ðàññìàòðèâàåòñÿ îäíîìåðíàÿ íåñòàöè-
îíàðíàÿ çàäà÷à. Äëÿ åå ðåøåíèÿ âîñïîëüçóåìñÿ îä-
íîìåðíûì íåñòàöèîíàðíûì óðàâíåíèåì Äàðñè [3],
çàïèñàííûì â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñòåìå êîîðäèíàò:
ãäå
u
r
— ðàäèàëüíàÿ ñêîðîñòü æèäêîñòè â îñàäêå;
k
— êîýôôèöèåíò ïîðèñòîñòè ôèëüòðàòà;
μ
— êî-
ýôôèöèåíò äèíàìè÷åñêîé âÿçêîñòè æèäêîñòè;
v
—
êîýôôèöèåíò êèíåìàòè÷åñêîé âÿçêîñòè æèäêîñòè
(
v
=
μ
/
ρ
);
P
— ìîäèôèöèðîâàííîå äàâëåíèå.
Ìîäèôèöèðîâàííîå äàâëåíèå
P
=
p
–(
ρω
2
r
2
/2).
(2)
ãäå
ð
— äàâëåíèå â æèäêîñòè;
ρ
— ïëîòíîñòü æèäêî-
ñòè;
ω
— óãëîâàÿ ñêîðîñòü áàðàáàíà öåíòðèôóãè;
r
—
ðàäèàëüíàÿ êîîðäèíàòà òî÷åê æèäêîñòè;
t
— âðåìÿ.
 ñèëó óñëîâèÿ
∂
p
/
∂
r
= 0 è ðàâåíñòâà (2) óðàâíå-
íèå (1) ïðèìåò âèä:
Ïîñêîëüêó êîîðäèíàòà
r
âõîäèò â ýòî óðàâíåíèå â
êà÷åñòâå ïàðàìåòðà, òî åãî ðåøåíèå íàéäåì â âèäå:
u
r
=
rf
(
t
).
(4)
Ðåøåíèå óðàâíåíèÿ (3) ñ ó÷åòîì (4) ìîæíî ïðåä-
ñòàâèòü ÷åðåç îáúåì îòôèëüòðîâàííîé æèäêîñòè
Q
0
çà âðåìÿ
Δ
t
. Òàê, äëÿ ðåàëüíûõ óñëîâèé ïðîöåññà
öåíòðîáåæíîé ôèëüòðàöèè îíî áóäåò ìåòü âèä
Èç ðàâåíñòâà (5) ìîæíî ïðåäñòàâèòü â ÿâíîì âèäå
âðåìÿ, çà êîòîðîå èç îñàäêà âûòå÷åò çàäàííûé îáúåì
УДК 664.2
Расчет параметров
центриф ирования артофельной аш и
в оничес ой центриф е
Ä-ð òåõí. íàóê, ïðîôåññîð Â.Ã.ÆÓÊÎÂ; Î.Å.ÕÎÐÓÍÆÅÂÀ; êàíä. òåõí. íàóê Â.Ì.×ÅÑÍÎÊÎÂ
Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò ïèùåâûõ ïðîèçâîäñòâ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
Ðèñ. 1
r
1
r
2
dr
r
u
–
r
n
–
α
z
0
p
r
∂ =
∂
r
r
,
uk
k P
u
v t
r
∂
∂
+ = −
∂
μ ∂
(1)
2
r
r
.
uk
k
u
r
v t
v
∂
ω + =
∂
(3)
(
)
2 3
3
2
1
0
2
ctg
.
3
k r r
Q
t
v
π ω − α
=
Δ
(5)
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека