Читайте также: |
|
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 |