Введення
Сучасне хімічне підприємство - це складний комплекс машин і устаткування, в який входять апарати і машини, призначені для хімічних процесів; ємнісне обладнання для зберігання рідин і газів; трубопроводи; машини для переміщення рідин і газів; машини для транспортування твердих сипучих продуктів тощо.
Раціональна конструкція машини та апарату повинна задовольняти виробничим, конструктивним і техніко-економічним вимогам, а також техніки безпеки. Задовольнити всім цим вимогам в максимальному ступені не завжди можливо, тому завдання полягає в тому, щоб створити найбільш прийнятну конструкцію, яка відповідала би технічним умовам.
У даних задачах ми зробимо необхідні розрахунки фільтра періодичної дії, фільтруючої центрифуги періодичної дії і колони із ґратчастими (провальними) тарілками.
Завдання №1
Розрахувати середню продуктивність фільтра періодичної дії.
Малюнок 1. Барабанний фільтр періодичної дії: 1 - барабан; 2 - перегородки; 3 - розподільна головка (золотниковий механізм); 4 - корито; 5 - ніж для зрізання осаду; 6 - розподільник води для промивання осаду; 7, 8 - труби для відкачування відповідно відфільтрованої рідини і промивної води; 9 - труба для подачі стисненого повітря.
Вихідні дані:
Марка - ЛВАж40К;
Допустимий перепад тиску при фільтруванні? pg - 3 * 105 Па;
Висота шару осаду h ос - 6 мм;
Масова концентрація твердої фази xm - 1,8%;
Щільність рідкої фази з ж - 1000 кг/м 3;
Щільність твердої фази з т - 3050 кг/м 3;
Динамічна в'язкість фільтрату м - 0,81 * 10 3 Па * с;
Константа А - 24,80 * 10 9;
Показник ступеня стисливості осаду n - 0,27;
Опір фільтруючої перегородки; масова вологість осаду після фільтрації r ф.з.- 44 * 10 9 січня/м;
Швидкість фільтрування W - 65%;
Час сушіння осаду ф с - 60 с;
Витрати часу на проведення допоміжних операцій ф в - 1920 с;
Тип процесу - ОН (Освітлення з намивним шаром);
Площа F ф - 40 м 2;
Тиск фільтрування? р o - 3 * 10 - 5 Па;
Товщина листа рами - 32 мм;
Крок між фільтруючими елементами t - 100 мм;
Кількість фільтруючих елементів - 13;
Вхід суспензії d у - 100 мм.
Рішення:
У результаті розрахунку, отримуємо наступні значення допоміжних величин: з ос=+9291 кг/м 3; x в=18,9 кг/м 3; x o=0,0583.
з ос=з т/с ж=3,05=+9291 кг/м 3;
x o =? oc=x m * з ж=0,0583.
Питомий опір осаду при кінцевому тиску фільтрування:
? p=3 * 105Па; одно:
rв=1,13 * 109 (2 * 105) 0,41=2,26 * 1011 м/кг.
Обсяг фільтрату, одержаного за час фільтрування:
? ф.уд.=hос/xo=6 * 10-3/0,0583=0,1 м3/м2.
Швидкість фільтрування в кінці процесу з урахуванням співвідношення:
Орієнтоване час фільтрування:
Середня продуктивність фільтра по фильтрату під час процесу фільтрування:
Середня продуктивність фільтра по суспензії:
Vc.cр.=Vф.ср. (1 + xo)=5 * 10-3 (1 + 0,0583)=5,29 * 10-3 м3/с.
Завдання №2
Розрахувати середню продуктивність фільтруючої центрифуги періодичної дії на підставі вихідних даних, отриманих на лабораторній центрифузі.
Малюнок 2. трехколонной фільтруюча центрифуга періодичної дії з верхньої вивантаженням осаду: пристрій а, вид і розріз б: 1 - Перфорований барабан. 2 - Днище барабана. 3 - Вал. 4 - Дно станини. 5 - Нерухомий кожух. 6 - Кришка кожуха. 7 - Станина. 8 - Пружинні тяги, на яких підвішена центрифуга. 9 - Три опорні колони. 10 - Ручне гальмо. 11 - Електродвигун. 12 - Шківи приводу. 13 - Штуцер для фугата. 14 - Фільтруюча тканину. 15 - Дротяна дренажна сітка.
Вихідні дані:
Тип центрифуги - ФМГ - 120;
Масова концентрація твердої фази xm - 12%;
Щільність твердої фази ст - 1340 кг/м3;
Щільність рідкої фази сж - 995 кг/м3;
В'язкість рідкої фази м - 0,87 * 103 Па * с;
Питомий об'ємний опір осаду rо - 7,3 * 10-11 1/м2;
Опір фільтрувальної перегородки rф.п.- 11,6 * 10-9 1/м2;
Ставлення обсягу осаду до обсягу завантаженої суспензії x1 - 0,28;
Порозность осад...
