Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Инженерные расчёты

Читайте также:
  1. Инженерные системы и оборудование
  2. Комментарий к статье 47. Инженерные изыскания для подготовки проектной документации, строительства, реконструкции объектов капитального строительства
  3. Медицинские и инженерные инструменты

Задача

Рассчитать и подобрать барабанный вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью для фильтрования суспензии при следующих условиях:

1. Производительность фильтрата по осадку: Gос = 2,80 кг/с

2. Влажность воздуха: w = 40%

3. Содержание твёрдой фазы в суспензии: x = 20% (по массе)

4. Перепад давления при фильтровании и промывке: ΔР = 80 кПа

5. Удельное сопротивление осадка: r = 4,5·1010 Па·с/м

6. Сопротивление фильтрующей перегородки: Rп = 1·104 Па·с/м

7. Динамический коэффициент вязкости фильтрата:

µф = 0,8·10-3 Па·с

8. Плотность твёрдой фазы: ρт = 2500 кг/м3

9. Плотность жидкой фазы: ρж = 1000кг/м3

10. Динамический коэффициент вязкости промывной жидкости (воды) при температуре 20°С: µ = 1·10-2 Па·с

11. Удельный расход промывной жидкости: m = 3,5 кг/кг осадка

12. Угол зоны фильтрования: Фф = 145°

13. Частота вращения барабана: n = 0,65 об/мин.

Решение:

1. Производительность фильтрата по суспензии:

Gс = ,

где Gос - производительность фильтрата по осадку, кг/с

w-влажность воздуха

- содержание твёрдой фазы в суспензии

Gс .

2. Содержание твёрдого вещества в суспензии:

Gт = Gс · х,

где Gт - производительность фильтрата по суспензии.

 

Gт=8,4 · 0,2 = 1,68 кг/с.

 

3. Содержание жидкой фазы в суспензии:

Gж = Gс - Gт,

 

Gж = 8,4 – 1,68 = 6,72 кг/с.

4.Производительность фильтра по фильтрату:

Gф = Gс - Gос,

 

Gф = 8,4 – 2,80 = 5,6 кг\с.

 

5.Содержание жидкой фазы в осадке:

Gж = Gос - Gт ,

 

Gж = 2,80 – 1,68 = 1,12 кг/с.

 

6.Составляем таблицу материального баланса:

 

Таблица 3.1­­­ - Материальный баланс

Приход, кг/с Расход, кг/с
С суспензией 8,4 С осадком 2,80
В том числе: В том числе:
Твёрдая фаза 1,68 Твёрдая фаза 1,68
Жидкая фаза 6,72 Жидкая фаза 1,12
Всего 8,4 С фильтратом 5,6
  Всего 8,4

 

 

7. Плотность осадка:

ρос = ,

 

где ρт - плотность твёрдой фазы, кг/м3

ρж - плотность жидкой фазы, кг/м3

w-влажность воздуха

 

ρос = кг/м3.

 

8. Плотность суспензии:

= ,

 

ρс = ,

 

ρс= = 1249,9 кг/м3.

9. Объём осадка:

Vос = ,

 

Vос = = 0,0018 м3/с.

10. Объём фильтрата:

Vф = ,

 

Vф = = 0,0045 м3/с.

11. Соотношение объёмов осадка и фильтрата:

u = ,

где

 

u = = 0,4.

 

12. Длительность периода фильтрования:

τф = ,

где φ - угол зоны фильтрования

n - Частота вращения барабана, об/мин.

 

τф = = 37,18 с.

13. Производительность фильтра по фильтрату за один оборот:

V= ,

 

n = ,

 

n = = 0,0108 с-1,

 

V= = 0,42 м3.

14. Так как r > Rn, то необходимую площадь поверхности фильтрования определим по формуле:

V = F ,

где µф - Динамический коэффициент вязкости фильтрата, Па·с

 

F= ,

 

F= = 20,7 м2,

 

В соответствии с табличными данными (таблица 4.3) [4] принимаем к установке, исходя из производственных условий, барабанный вакуум – фильтр марки БОУ 20 – 2,6

 

 

Данный барабанный вакуум фильтр имеет следующие характеристики: площадь поверхности фильтрования 20м2;диаметр барабана 2,7м; погружение барабана в суспензию 149°; угол зоны фильтрования φф =132°; угол зоны предварительной сушки осадка φпр + φс2 = 103°; угол зоны отдувки перед снятием осадка φ0 = 20°; угол зоны регенерации φр= 20°; мертвые зоны φм1 = 2°, φм2 = 5°, φм3 = 13,5°, φм4 = 12,5°; число ячеек барабана 24.

Схема расположения технологических зон на поверхности барабана показана на рисунке - 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема распределения технологических зон на поверхности барабана

 

15. Толщина слоя осадка определяется из соотношения:

δ = ,

где Vос = = 0,0009, м3/с – объём осадка одного фильтра;

F =20м2 – площади поверхности фильтрования;

n = 0,0108 с-1–частота вращения барабана.

δ = = 0,0042 м.

16. Скорость фильтрования можно найти по следующей формуле:

Wкон = ,

Wкон = = 2,4 10-4 м3·фильтрата/(м2·фильтрата·с).

17. Скорость промывки осадка:

Wпр = ,

 

 

Wпр = 2,4·10-4 ·0,8 ·10-3 / 1·10-2 = 1,92·10-5 м3·воды/(м2·фильтрата·с).

 

18. Расход промывной воды:

Gпр = m · Gос,

 

Gпр = 3,5 · 2,80 = 9,8 кг/с.

 

Заключение

Фильтрование – эффективный метод разделения жидких неоднородных систем, широко применяемый в лабораторных и промышленных условиях (в химической, пищевой, нефтеперерабататывающей, горнорудной и др. областях промышленности).

В технике фильтрование осуществляют в специальных аппаратах — фильтрах, снабжённых пористыми фильтровальными перегородками, которые пропускают жидкость или газ, но задерживают твёрдую фазу.

В основном течение процессов фильтрования происходит согласно закономерностям, но в результате искажающих влияний конструктивных особенностей фильтра иногда происходит отклонение от закономерного течения.

Фильтры имеют очень широкий спектр использования. Они используются в системах отопления, на предприятиях пищевой промышленности и в других отраслях промышленности и энергетики. Фильтры служат для очистки воды от крупных и средних взвешенных частиц; для улавливания жира и масла; для удаления из воды взвешенных примесей разной степени дисперсности; для фильтрации воды с целью удаления из нее катионов накипеобразования; для грубой и тонкой очистки высоковязких мазутов.

В настоящее время в промышленности применяются различные виды фильтров, выбор зависит от его назначения, при подборе необходимо обратить внимание на технические характеристики, а также габариты.

В данной курсовой работе были рассмотрены основные виды фильтров, применяемых на производстве, приведено краткое описание их устройства и принцип работы. Был произведен расчет барабанного вакуум-фильтра. Я рассчитала требуемую поверхность фильтра, подобрала стандартный фильтр. По итогам расчетов я выбрала тип барабанного вакуум-фильтра: БОУ 20 – 2,6.

 

Список использованной литературы и информационных источников:

1. Лекции по графикам кафедры ТМиМ в 2010-2011 учебном году.

2. Г.Д. Кавецкий, В.П. Касьяненко «Процессы и аппараты пищевой промышленности».- М., КолосС, 2008.-591 с.: ил.

3. Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Ларин «Процессы и аппараты пищевых производств».-М.: КолосС, 2006.-760 с.: ил.

4. И.Л. Иоффе «Проектирование процессов и аппаратов химической технологии».-Л.: Химия 1991,- 352 с.: ил.

 

 


Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 207 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Описание и анализ аппаратов проектируемого процесса| создание автоформ

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.012 сек.)