Was ist Zentrifugalkraft?In einem rotierenden Bezugssystem ist die Zentrifugalkraft die scheinbar nach außen gerichtete Kraft, die mit einer Kreisbewegung einhergeht. In einem Inertialsystem ist die entsprechende Beschreibung eine nach innen gerichtete Zentripetalbeschleunigung. In der Zentrifugentechnik sind die nützlichen praktischen Größen Rotationsgeschwindigkeit, Radius und Zentrifugalbeschleunigung relativ zur Schwerkraft.
Diese Konzepte erklären, warum eine Zentrifuge unter geeigneten Bedingungen suspendierte Feststoffe schneller trennen kann als ein Absetzgefäß durch Schwerkraft. Sie erklären auch, warum der Vergleich zweier Maschinen allein anhand der Drehzahl irreführend sein kann.
Bild einer vorhandenen Dekanterausrüstung, die als Referenz für die industrielle Zentrifugaltrennung dient.
RPM und RCF beschreiben unterschiedliche Größen
U/minbedeutet Umdrehungen pro Minute: Sie misst, wie schnell sich ein Rotor dreht.RCFbedeutet relative Zentrifugalkraft, üblicherweise ausgedrückt als ×g: Sie vergleicht die Zentrifugalbeschleunigung bei einem angegebenen Radius mit der Gravitationsbeschleunigung. RCF ist ein Verhältnis, keine Geschwindigkeit.
Der Radius ist wichtig, da die Beschleunigung bei einer festen Rotationsgeschwindigkeit mit dem Abstand von der Rotationsachse zunimmt. Eine angegebene g--Kraft sollte daher den verwendeten Radius angeben, beispielsweise den Schüssel-{2}}Wandradius. Die Flüssigkeitsoberfläche im Inneren eines Dekanters hat einen anderen Radius als die Schüsselwand.
So berechnen Sie die G-Kraft der Zentrifuge
Die häufig verwendete Konvertierung ist:
RCF (×g)=1.118 × 10−5× r (cm) × U/min2
Dabei ist r der Abstand von der Rotationsachse zum auszuwertenden Punkt in Zentimetern. Verwenden Sie einen Radius anstelle eines Durchmessers und halten Sie die Einheiten konsistent. Diese Beziehung ergibt sich aus der Beschleunigung a=ω²r, wobei die Winkelgeschwindigkeit ω im Bogenmaß pro Sekunde ausgedrückt wird.
Bei einem rein illustrativen Radius von 20 cm und einer Geschwindigkeit von 3.000 U/min beträgt die berechnete Beschleunigung etwa 2.012 ×g. Dies ist ein Berechnungsbeispiel und keine empfohlene Betriebseinstellung für eine SENZ-Maschine.
- Eine Verdoppelung des Radius bei gleicher Geschwindigkeit verdoppelt den RCF.
- Eine Verdoppelung der Geschwindigkeit bei gleichem Radius erhöht den RCF um den Faktor vier.
- Zwei Maschinen mit derselben Drehzahl können unterschiedliche RCF-Werte haben.
Die Formel legt keine sichere Betriebsgeschwindigkeit fest. Die zulässige Geschwindigkeitsbegrenzung hängt von der jeweiligen Maschine, rotierenden Baugruppe und dem Einsatzzweck ab.
Wie Zentrifugalbeschleunigung die Trennung unterstützt
In einem Dekanter mit fester -Schüssel neigen Feststoffe, die dichter als die Flüssigkeit sind, dazu, in Richtung der Schüsselwand zu wandern. Eine Spirale bewegt abgesetztes Material zum Feststoffauslass, während Flüssigkeit durch den Auslass austritt. Der Dichteunterschied, die Partikeleigenschaften und die zum Absetzen zur Verfügung stehende Zeit beeinflussen das Trennergebnis.
Eine höhere Zentrifugalbeschleunigung kann die Partikelmigration unterstützen, die Trennung wird jedoch nicht allein durch die g--Kraft bestimmt. Kleine Partikel, eine viskose Flüssigkeit, ein geringer Dichteunterschied oder eine ungeeignete Konditionierung können die Trennung eines Futtermittels erschweren. Außerdem muss die Maschine die abgeschiedenen Feststoffe zuverlässig fördern.
Warum die höchste Drehzahl nicht immer die beste Wahl ist
Bei der Auswahl der Ausrüstung müssen Durchsatz, Verweilzeit, Trommelgeometrie, Differenzgeschwindigkeit, Feststofftransport, Verschleiß und Leistungsbedarf berücksichtigt werden. Eine Erhöhung der Geschwindigkeit führt nicht automatisch zu einem besseren Gesamtergebnis und muss innerhalb des genehmigten Betriebsbereichs bleiben.
Bei Schlamm können die Konditionierung des Polymers und die Konsistenz der Zufuhr ebenso wichtig sein wie die Trommelgeschwindigkeit. Bei einem praktischen Versuch sollten die Kuchenfeststoffe, die Feststoffaufnahme und die Betriebslast zusammen beurteilt werden. Lesen Sie mehr darüberDekanteranwendungen in der Abwasserbehandlungfür ein Prozessbeispiel.
Was Sie beim Vergleich von Zentrifugenherstellern fragen sollten
Fordern Sie den Betriebsgeschwindigkeitsbereich, den für den angegebenen RCF verwendeten Radius, die Vorschubbedingungen und die Leistungstestbasis an. Ein Fabrikangebot sollte diese Zahlen mit Ihrer Trennungspflicht in Beziehung setzen. SENZ, ein chinesischer Ausrüstungslieferant, kann Konfigurationen anhand von Feed-Analysen und Projektanforderungen besprechen.
Benutzen Sie dieCheckliste für die Auswahl der Zentrifugeum diese Informationen aufzubereiten und relevante zu vergleichenZwei-Phasen-Dekanterzentrifugenfür einen festen-flüssigen Zoll.
Häufig gestellte Fragen
Ist RCF dasselbe wie RPM?
Nein. RPM misst die Drehzahl; RCF misst die Zentrifugalbeschleunigung relativ zur Schwerkraft in einem bestimmten Radius.
Sollte der Durchmesser in der RCF-Formel verwendet werden?
Nein. Die obige Formel verwendet den Radius in Zentimetern. Die Verwendung des Durchmessers würde das Ergebnis um den Faktor zwei überzeichnen.
Garantiert mehr g-Kraft trockenere Feststoffe?
Nein. Auch Futtereigenschaften, Verweilzeit, Konditionierung und Feststofftransport beeinflussen das Ergebnis. Bestätigen Sie die Leistung für das tatsächliche Material.
Lässt sich mit der Formel die Höchstgeschwindigkeit einer Maschine festlegen?
Nein. Es wandelt Geschwindigkeit und Radius in Beschleunigung um. Die vom Hersteller freigegebenen Maschinengrenzwerte bestimmen den zulässigen Betrieb.
