Сүзгілердің жиілік сипаттамалары
Беріліс функция әдісі. Беріліс функцияларды қолдана отырып, z = exp(-jt) теңдігін (2) теңдеуге алмастырып қою арқылы, функциялардың Фурье-бейнелеріне ауысуға болады, яғни сигналдардың жиілік спектрлеріне және сүзгілердің жиілік сипаттамасына (спектрлік тығыздықтар функцияларына).
Айырма теңдеулер әдісі. Цифрлік сүзгілеу сызықтық операциялар санына кіреді. Сүзгінің кірмесіндегі сигналға
x[kt] = B() exp(jkt),
өрнекін қолдана отырып, сүзгінің шықпасында келесі сигналды күтуге болады:
y[kt] = A() exp(jkt).
Центрифугалау құрылғылары
Әртекті жүйелерді (эмульсия және суспензия) механикалық сусыздандыруды вакуум-сүзгіде (барабанды, дискілі ленталы), бетті сүзгіде, сүзгі-престе, центрифугаларда және вибросүзгіде жүргізеді.
Сұйықтарға арналған тұтастық немесе өткізгіштік қалқанды пайдалана отырып, центрифугалау күш өрісінде әртекті жүйелерді ажырату процесті центрифугалау астында ажырату деп атайды.
Центрифугалау процесін центрифуга деп аталатын машиналарда өткізеді.
Центрифуганың өзі тұтасқан немесе шеттері қырлы қабырғалы қарапайым түрдегі тік цилиндрлік ротор болып табылады. Ротор тік білікке бекітіледі, мұнда ол электрқозғалтқыштың айналуына жалғанған, және қозғалмайтын қаптамалы цилиндрдің өзінде орналастырады, алынбалы қақпақпен жабылады; ротордың ішкі бетінде шеткерілген қабырғаларда сүзгіш мата немесе жұқа металдық торлар болады.
Ортадан тепкіш күш әсері астында суспензияны тұнбаға және фугат деп аталатын, сұйық фазаға ажыратылады. Тұнба роторда қалады, ал сұйық фаза одан бөлініп шығады.
Тұндырғыш ценрифугаларда тұндыру принципі бойынша тұтасқан қабырғалармен эмульсия және суспензияны ажыратуды жүргізеді, бұл жерде ауырлық күш әсерін орнына ортадан тепкіш күштер әсерімен алмастырады.
Сүзгі ценрифугаларда сүзу прниципі бойынша суспензияны ажырату процесін өткізгіштік қабырғалармен жүзеге асырады, бұл жерде қысымдар айырмасының орнына ортадан тепкіш күш астында әсерін пайдаланады.
Тұндырғыш ценрифугаларда ажыратылатын суспензия немесе эмульсия, ортадан тепкіш күшпен ротордың қабырғасына лақтырылып тасталады, сонымен бірге жоғары тығыздықтағы сұйық немесе қатты фаза ротор қабырғасына жақын жиналады, ал оның осіне төмен тығыздықтағы басқа фаза орналасады; ротордың қабырғасында тұнба (немесе жоғары тығыздықтағы фаза) қабаты түзіледі, ал фугат ротордың жоғарғы шеті арқылы құйылады.
Cүзгі центрифугада ажыратылатын суспензия, тура солай ротор қабырғасына лақтырылады және фазалар бөлінеді; бұл жерде сұйық фаза сүзгі бөгеттер арқылы қаптамаға өтеді және ол жер алып шығарылады, қатты фаза тұнба түрінде осы бөгеттің ішкі жағында ұсталынып қалады, содан кейін ротордан алынып тасталады.
Осылайша, центрифугалаудың жалпы заңдылықтары тұну және сүзу заңдылықтарына ұқсас келеді. Сонымен бірге тұндырғыш және сүзгі ценрифугалардағы процестері күрделілеу болады сәйкесті тұндырғыш және сүзгідегі процестерге қарағанда.
Бұл центрифугада ауырлық күштердің орнына және қысымдар айырмасына жоғары мәнге жететін ортадан тепкіш күш әсер етумен негізделеді, ал сұйықтардың және тұнбаның жұқа қабаттарының орнына цилиндрлік шекаралық бетті қабат түзіледі, бұл процестің жүруі геометриялық факторларға байланыстылығы қиындатады.
Белгілі болғандай, жалпы жағдайда ортадан тепкіш күш шамасы мына теңдікпен өрнектеледі
(1)
мұнда С – ортадан тепкіш күш, м; m – айналатын дененің массасы, кг; G – айналатын дененің салмағы; w – айналудың айналма жылдамдығы, м/сек; r – айналу радиусы, м.
Айналма жылдамдығы келесі теңдікпен анықталады:
(2)
Мұнда - айналудың бұрыштық жылдамдығы, рад/сек; n – минутына айналу сандары.
(1), (2), теңдеулерді теңестірсек аламыз:
(3)
немесе (4)
(2) теңдеуден көретініміз, ортадан тепкіш күштің артуына ротордың айналу санын арттыру, маңызды көп әсер етеді, центрифуга роторының диаметрін көбейтуге қарағанда
(3) теңдеуден байқайтынымыз, ортадан тепкіш өрісте үдеуі құрайды. Ортадантепкіш үдеуінің ауырлық күш үдеуіне g қатынасын ажырату факторы деп атайды.
(5)
G = 1н шамасын қабылдаймыз, (2, 3, 4) қатынасынан алатынымыз:
(6)
Центрифугадағы бөлшектердің тұну жылдамдығы, кедергі күштер және ортадан тепкіш күштердің теңдеуі арқылы анықталады.
Стокс заңының Re<2 кезіндегі аумағында өте майда бөлшектер үшін тұну жылдамдығы:
Wос = Wo·Kp (7)
Мұнда Wo – ауырлық күштер әсері астында осы бөлшектердің тұну жылдамдығы.
Ауыспалы аумақта (Re=2 ÷ 500):
Wос= Wo·Kp·0,715 (8)
Автомодельді аумақта (Re> 500)
Wос = Wo·Kp·0,5 (9)
Керекті тұндыру беті, тұндыру жылдамдығына кері пропорционал, егер центрифугадағы тұну бетінің тұндырғыш бетімен теңдей өнімділік кезінде Стокс заңынының аумағында Kp рет, ауыспалы аумақта Kp · 0,715 рет және автомодельді аумақта Kp · 0,5 рет төмен.
Достарыңызбен бөлісу: |
