離心機在國內外的研究發展概況
來源:環球糧機網發布時間:2015-07-22 11:06:09
在工業生產中,離心機基本上屬于后處理設備,主要用于脫水、濃縮、分離、澄清、凈化及固體顆粒分級等工藝過程,它是隨著各工業部門的發展而相應發展起來的。例如18世紀產業革命后,隨著紡織工業的迅速發展,1836年出現了棉布脫水機。1877年為適應乳酪加工工業的需要,發明了用于分離牛奶的分離機。進入20世紀之后,隨著石油綜合利用的發展,要求把水、固體雜質、焦油狀物料等除去,以便使重油當作燃料油使用,50年代研制成功了自動排渣的碟式活塞排渣分離機,到60年代發展成完善的系列產品。隨著近代環境保護、三廢治理發展的需要,對于工業廢水和污泥脫水處理的要求都很高,因此促使臥式螺旋卸料沉降離心機、碟式分離機和三足式下部卸料沉降離心機有了進一步的發展,特別是臥式螺旋卸料沉降離心機的發展尤為迅速。如今,在合成塑料(聚氯乙烯、聚丙烯)及合成纖維(聚對苯二甲酸乙二脂)生產的分離設備中,螺旋離心機己成為關鍵設備之一。
我國真正具有現代實用價值的第一臺螺旋離心機是1954年制造的,由于它獨具連續操作、處理量大、單位產量耗電量較少、適應性強等特點而得到了迅速發展,在四十多年的發展中,結構、性能、參數變化很大,分離質量、生產能力不斷提高,應用范圍更加廣泛,在離心機領域中一直占有重要地位。在各種國際展覽會上,各種各樣的螺旋離心機,是所展出的離心機中最吸引人的機型,具有良好的發展前景。
我國從七十年代末開始引進螺旋離心機,對國外著名公司生產的多種規格的臥螺離心機進行了仿制。臥螺離心機是原化工部“七五”科技攻關項目,1989年南京綠洲機器廠仿制了ALFANx42o型大錐角((20)離心機(即L201),用于玉米蛋白的分離,并于1992年制成樣機;此后,重慶江北機械廠、解放軍第4819廠和金華鐵路機械廠等研制開發了一系列的螺旋卸料沉降離心機,并成功地應用于生產實踐。但是就整體水平而言,我國還是遠遠落后于工業發達國家的。隨著現代工業文明的發展和人類對環境以及可持續發展戰略的重視,分離效果好,振動小、噪聲低成為離心機能否被市場接受的重要條件。這就需要離心機具有良好的動態特性。通常,動態特性包括臨界轉速、不平衡響應和穩定性等內容。臥螺離心機的參數選擇及優化是提高臥螺離心機動態特性的首要環節。
可見離心機制的結構優化能有效地提高工作性能,帶來良好的的經濟效益。但人們大都是對螺旋輸送器、轉鼓等零部件分開進行研究,對螺旋一轉鼓組進行整體研究的卻很少。
離心機螺旋一轉鼓組結構復雜,受力與物料有關,變化大,采用傳統的解析法,建立螺旋一轉鼓組多剛體系統,以牛頓一歐拉方程或拉格朗日方程為代表的分析力學方法的動力學方程和約束方程,析找出影響動態特性的參數應結構的固有頻率與振型。
建立一定自由度下的振動方程通過數值分以獲得相來減小振動的研究方法是不理想的。由于螺旋一轉鼓組是剛體和柔性組成的多體系統,工作時還受有油物料進入產生的力,約束也復雜。建立和求解方程都困難,只能進行理想化處理,所得結果不能真實反映離心機的工作特性。而且由于影響技術參數的因素較多,對影響離心分離效果的復雜性一一計算有很大困難。因此,在選擇各參數時,很難滿足分離效果好、低噪聲這一要求;根據定性分析憑經驗選取參數,然后依賴實驗室的小試或中試結果進行模擬放大。這種以經驗、試湊、靜態、定性為特點的方法以及“設計一樣機一試驗一修改”不斷循環的優化過程既麻煩,又浪費成本。
螺旋一轉鼓組動態特性的研究既要考慮它的剛體運動,還要考慮它的柔體運動。單獨的多體動力學分析和有限元分析都不易解決此類問題。隨著高性能計算機和大型應用軟件的發展,特別是Pr。/E和MSc.Visual一Nastran的應用,將有限元與多體系統仿真結合在一起用來解決螺旋一轉鼓組的動力學問題,是臥螺離心機研究的創新方法。更多相關信息,還請您繼續關注我們的官方網站,環球糧機網:http://m.jpdesign.cn