>, (3.10)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.10).
м2.
Робоча поверхня мембран в одному модулі F м, м 2, визначається з виразу [10, с.25]
, (3.11)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.11).
м2.
Робоча поверхня мембран в апараті Fа, м2, дорівнює [10, с.25]
, (3.12)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.12).
м2.
Перетин апарату, по якому проходить розчин, м2, визначається за формулою [10, с.25]
, (3.13)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.13).
м2.
Перетин апарату, зайняте пакетами,, м2, становить [10, с.25]
, (3.14)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.14).
м2.
Загальна перетин апарату, м2, визначається [10, с.25]
, (3.15)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.15).
м2.
Внутрішній діаметр апарату da, м, складе [10, с.25]
м. (3.16)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.16).
м.
.1.4 Визначення числа апаратів і секціонування апаратів в установці
Загальне число апаратів n в мембранної установці визначають по рівнянню [10, с.26]
, (3.17)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.17).
шт.
Необхідність секціонування обумовлена ??тим, що при паралельному з'єднанні всіх апаратів велико негативний вплив концентраційної поляризації, а при послідовному з'єднанні надмірно велике гідравлічний опір потоку розділяється розчину. Секціонування полягає у визначенні числа послідовно з'єднаних секцій, в кожній з яких розділяється розчин подається паралельно в усі апарати [9, с.326].
Кількість апаратів першої секції n1, шт, визначається за формулою [10, с. 26]
, (3.18)
де q - допустиме зниження витрати по довжині апарату;
L фа - витрата фільтра в апараті, кг/с.
Згідно [10, с. 26], виберемо q=1,2.
Витрата фільтра в апараті перебуває з виразу [10, с.26]
, (3.19)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.19).
кг/с.
Підставами отримані значення у формулу (3.18).
шт.
Кількість апаратів в подальших секціях ni визначають з виразу [10, с.26]
, (3.20)
Підставимо чисельні значення у формулу (3.20).
шт,
шт,
шт,
шт,
шт.
Підсумовуючи число апаратів, отримуємо [9, с.327]
шт.
На підставі отриманих даних заповнимо таблицю 3.1.
Таблиця 3.1 Число апаратів в секції
Секція123456Чісло апаратів в секціі332221
. 1.5 Розрахунок спостережуваної селективності мембран
Розрахунок проводиться для двох перетинів: на вході вихідного розчину в апарати першої секції і на виході концентрату з апаратів останньої секції.
Спостережувану селективність розраховуємо за формулою [10, с.26]
, (3.21)
де U - швидкість руху розчину у напрямку до мембрані, викликане відведенням пермеата, м/с;
- коефіцієнт массоотдачи розчиненої речовини від поверхні мембрани до ядра потоку розділяється розчину, м/с.
Для подальших розрахунків визначають середньоарифметичне значення спостережуваної селективності за формулою
, (3.22)
де, - відповідно спостережувана селективність на вході в першу секції і на виході з останньої секції.
Швидкість руху розчину визначається з виразу [10, с.26]
, (3.23)
де - щільність розчину, кг/м3.
Значення щільності, кг/м3, і потрібні для подальших розрахунків значення коефіцієнтів кінематичної в'язкості, м2/с, і дифузії розчину лактози D, м2/с, знаходимо, користуючись [11, с.122].
До розрахунку приймаємо при початковій концентрації лактози 4,5% кг/м3, м2/с, Dн=0,505м2/с; при кінцевій концентрації лактози 14% кг/м3, м2/с, Dн=0,48м2/с.
Підставимо чисельні вираження у формулу (3.23).
м/с,
м/с.
Коефіцієнт массоотдачи виражається з критерію Шервуда [10, с.27]
, (3.24)
де D - коефіцієнт дифузії розчину, м 2/с;
d е - еквівалентний діаметр.
Звідси коефіцієнт массоотдачи дорівнює
