Файл: Задача 1 3 Задача 2 6 Задача 3 8 Задача 4 13 Теоретические вопросы 17 Список использованной литературы 19.docx
Добавлен: 27.04.2024
Просмотров: 116
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
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.