Файл: Задача 1 3 Задача 2 6 Задача 3 8 Задача 4 13 Теоретические вопросы 17 Список использованной литературы 19.docx

Министерство Науки и Высшего образования Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Институт химических технологий и инжиниринга ФГБОУ ВО

УГНТУ в г.Стерлитамак

Кафедра «Оборудование нефтехимических заводов»

Процессы и аппараты химической технолгии

Выполнил:	студент 3 курса, гр. БТСз 20-31	Юлбарисов М.Р.
Проверил:		Лапонов С.В.

Стерлитамак 2023

СОДЕРЖАНИЕ

Задача 1 3

Задача 2 6

Задача 3 8

Задача 4 13

Теоретические вопросы 17

Список использованной литературы 19

Задача №1.

Рассчитать и подобрать нормализованный отстойник с гребковой мешалкой для сгущения водной суспензии при следующих данных:

- расход суспензии

- концентрация твердых частиц

- в суспензии

- в сгущенной суспензии

- в осветленной жидкости

- минимальный диаметр удаляемых частиц

- температура осаждения

- дисперсная фаза – гипс

- форма частиц дисперсной фазы – округлые.

1. Изобразить конструкцию одноярусного отстойника с гребковой мешалкой и описать работу аппарата.

Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой (рис. 1) представляет собой невысокий цилиндрический резервуар 1 с коническим днищем 2 и внутренним кольцевым желобом 4 вдоль верхнего края аппарата. В резервуаре установлена мешалка 3 с наклонными лопастями, на которых имеются гребки, непрерывно перемещающие осадок к центральному разгрузочному отверстию. Одновременно гребки слегка взбалтывают осадок, способствуя его обезвоживанию. Малая частота вращения мешалки (0,02…0,5 об/мин) не нарушает процесс осаждения. Суспензия непрерывно поступает по трубе в середине резервуара. Осветленная жидкость переливается в кольцевой желоб 4 и удаляется через штуцер. Осадок (шлам), представляющий собой текучую сгущенную суспензию, удаляется через штуцер в коническом днище с помощью диафрагмового насоса. Вал мешалки приводится во вращение от электродвигателя через редуктор.

---

1 – коническое днище; 2 – корпус; 3 – кольцевой желоб;4 – гребковая мешалка

Рисунок 1 – Одноярусный отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой.

Отстойники с гребковой мешалкой обеспечивают однородность осадка, позволяют обезводить его до концентрации твердой фазы 35…55%; работа таких отстойников полностью автоматизирована. К недостаткам этих аппаратов следует отнести их громоздкость.

2. Производительность отстойника:

- по сгущенной суспензии

(1.1)

- по осветленной жидкости

(1.2)

Если по заданию , расчетные выражения упрощаются

(1.3)

Где -расход суспензии, -концентрация твердых частиц в суспензии, - концентрация твердых частиц в сгущенной суспензии, - концентрация твердых частиц в осветленной жидкости. Найденные числовые значения подставляем в формулу (1.3) и получаем результат.





3. Расчёт скорости свободного осаждения частиц

3.1. Критерий Архимеда

(1.4)

Где - ускорение свободного падения, - минимальный диаметр удаляемых частиц, -плотность твердых частиц

---

, - плотность воды, - коэффициент динамической вязкости. Найденные числовые значения подставляем в формулу (1.4) и получаем результат.



3.2. Критерий Рэйнольдса:

- при режим осаждения ламинарный. Тогда

(1.5)

Где Ar=6.9 - критерий Архимеда. Найденные числовые значения подставляем в формулу (1.5) и получаем результат.



3.3. Скорость свободного осаждения частиц

(1.6)

Где - критерий Рэйнольдса, - минимальный диаметр удаляемых частиц, - коэффициент динамической вязкости, - плотность воды. Найденные числовые значения подставляем в формулу (1.6) и получаем результат.



4. Расчет скорости стесненного осаждения частиц

4.1. Плотность водной суспензии

, кг/м³ (1.7)

Где -концентрация твердых частиц в суспензии, -плотность твердых частиц, - плотность воды. Найденные числовые значения подставляем в формулу (1.7) и получаем результат.



4.2. Объемная доля жидкости в суспензии

(1.8)

Где - плотность водной суспензии, - концентрация твердых частиц в суспензии, - плотность твердых частиц,

---

- плотность воды. Найденные числовые значения подставляем в формулу (1.8) и получаем результат.



4.3. Скорость осаждения частиц суспензии (скорость стесненного осаждения)

- при (1.9)

Где - скорость свободного осаждения частиц, - объемная доля жидкости в суспензии. Если частицы имеют не шарообразную форму, то величину следует умножить на поправочный коэффициент (коэффициент формы). Для продолговатых частиц . Найденные числовые значения подставляем в формулу (1.9) и получаем результат.

.

5. Поверхность осаждения

(1.10)

Где кг/ч - производительность отстойника по осветленной жидкости, - плотность воды, – скорость осаждения частиц суспензии. Найденные числовые значения подставляем в формулу (1.10) и получаем результат.



Согласно табличным данным необходим отбойник непрерывного действия с гребковой мешалкой диаметром 3.6м и высотой 1.8м имеющий поверхность 10.2 м².

---

Задача №2

Подобрать и рассчитать циклон для выделения частиц сухого вещества из дымового газа, выходящего из барабанной сушилки, при следующих данных:

- расход дымового газа при нормальных условиях ( )

- температура дымового газа

- плотность дымового газа при нормальных условиях

Наибольшее распространение в химической технологии получили циклоны НИИОГАЗ типа ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24. Цифры 11, 15, 24 соответствуют углу развертки винтового подвода газа в верхней части аппарата. Высота и площадь входных отверстий в циклонах ЦН-15 и ЦН-24 больше, чем в ЦН-11 в 1.4 и 2.3 раза, а скорость входа соответственно меньше (при одинаковом расходе газа). Поэтому при равных диаметрах корпуса и одинаковых гидравлических потерях давления пропускная способность у циклонов ЦН-15 и ЦН-24 больше, чем у ЦН-11. Соответственно эффективность этих циклонов, в особенности ЦН-24, ниже, чем ЦН-11. Циклоны типа ЦН-24 обеспечивают повышенную производительность при наименьшем гидравлическом сопротивлении, предназначены для улавливания крупной пыли. ЦН-15 обеспечивают хорошую степень улавливания при сравнительно небольшом гидравлическом сопротивлении. ЦН-11 обеспечивают повышенную эффективность и рекомендуются в качестве унифицированного пылеуловителя.

1. Подбирается тип циклона



2. Расход дымового газа при температуре

(2.1)

Где – расход дымового газа при нормальных условиях, - температура дымового газа. Найденные числовые значения подставляем в формулу (2.1) и получаем результат.

---