Министерство образования РФ
ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Инженерно-технический институт
Кафедра химических технологий и оборудования
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПО КУРСУ
“ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ”
Учебно-методическое пособие
Специальности: 250200 – химическая технология неорганических веществ; 320700 – охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов
ЧЕРЕПОВЕЦ
2001
Рассмотрено на заседании кафедры химических технологий и оборудования, протокол № 6 от 28.03.2001 г.
Одобрено редакционной комиссией Инженерно-технического института ЧГУ, протокол № 9 от 10.05.2001 г.
С о с т а в и т е л и: Котенко В.А., к.т.н., доцент, зав. каф. ХтиО, Докунина Е.В., ассистент; Сиденко Е.В. , ст. лаборант, Розанова О.А., ст. лаборант.
Р е ц е н з е н т ы : Ермилов В.В., к.т.н., доцент, зав. каф. ТММ.
Ворожбьянов В.И., к.т.н., доцент, зав. каф. СкиА.
Ó Череповецкий государственный
университет, 2001
Введение
Лабораторный практикум предназначен для закрепления теоретических знаний, полученных студентами при изучении курса “Процессы и аппараты химической технологии”, а также для приобретения навыков физико-химического эксперимента. Он включает в себя четыре работы.
Каждая лабораторная работа рассчитана на 4 часа. Работа выполняется группой студентов из 4–6 человек.
При подготовке к выполнению лабораторной работы каждый студент должен самостоятельно ознакомиться с ее описанием по данному пособию, изучить физический смысл и практическое значение определяемых опытных величин, а также ознакомиться с методикой эксперимента. При необходимости следует воспользоваться рекомендуемой литературой.
Перед началом работы студент обязан ответить на приведенные в пособии контрольные вопросы. Кроме того, преподавателем могут быть заданы вопросы по методике проведения эксперимента, а также вопросы, касающиеся безопасных приемов работы на установке.
Установка включается только с разрешения преподавателя и в его присутствии.
После завершения работы преподавателю предъявляются результаты расчета, отчет о работе. Защита отчета производится в индивидуальном порядке. Отчет должен включать в себя следующее:
Цель работы.
Теоретические сведения.
Описание установки.
Экспериментальная часть.
а) описание порядка выполнения работы.
б) обработка опытных данных (текущие и конечные расчеты, табличное представление результатов, графики и т.д.)
Выводы.
Литература.
При защите отчета студент должен показать знание всех физических величин, встречающихся в работе, их размерностей, знание устройства экспериментальной установки.
Лабораторная работа 1
Грохочение.
Ц е л ь р а б о т ы – провести ситовый анализ, определить фракционный состав песка, построить характеристики крупности.
1. Теоретические сведения
Разделение твердых зернистых материалов на классы по крупности кусков или зерен называется классификацией.
Известны две основные классификации:
1) ситовая (грохочение) – механическое разделение на ситах;
2) гидравлическая – разделение смеси на классы зерен, обладающих одинаковой скоростью осаждения в воде или воздухе.
Разделение смеси зерен на классы в воздушной среде называется воздушной сепарацией. Классификация может иметь самостоятельное значение – для приготовления готовых продуктов определенных сортов (в этом случае она называется сортировкой) или быть вспомогательной операцией для предварительной подготовки материала к последующей переработки. Наиболее широко различные способы классификации используются совместно с процессами измельчения. Процесс разделения сыпучих материалов на классы по крупности путем просеивания через одно или несколько сит называется грохочением.
Вне зависимости от метода разделения, классификация преследует две цели. При многостадийном измельчении отделяют зерна, достигшие заданных размеров, и подвергают дальнейшему измельчению только более крупные зерна. Готовый же продукт разделяют на более узкие фракции для того, чтобы обеспечить получение плотного скелета путем подбора необходимых фракций.
При рассеве на каждом сите образуется два продукта – верхний, не прошедший через сито, и нижний. При рассеве угля через m сит количество фракций равно (m + 1). Фракции обычно обозначаются по размерам отверстий двух соседних сит: одно – то, через которое прошел материал, другое – то, на котором он задержался.
Существует три основных схемы рассева:
1) с последовательным выделением фракций от крупных к мелким;
2) с последовательным выделением фракций от мелких к крупным;
3) комбинированная.
Распределение кусков материала по классам крупности характеризует зерновой состав исходного сырья и продуктов обогащения. Кривые, графически изображающие зерновой состав материала, называются характеристиками крупности. Различают характеристики частные, суммарные и кривые распределения.
Частная характеристика отображает процентный выход отдельных классов и имеет вид гистограммы – диаграммы из серии прямоугольников, основаниями которых служат отрезки между размерами сит, ограничивающие класс, а высотой – отрезки, характеризующие выход отдельных классов в процентах. Если на оси абсцисс отложить с соответствующим интервалом порядковый номер сита (размер сита), на оси ординат – процентные остатки на этих ситах, то получится кривая распределения. Суммарные (кумулятивные) кривые строят по данным частичных остатков, суммируя их по нарастающим итогам (рис. 1).
Рис.1. Характеристика крупности материала:
1 – гистограмма по частным остаткам; 2 – кривая распределения
по частным остаткам; 3 – кумулятивная кривая (полные остатки).
Характеристики крупности материала на рис. 1 построены по результатам ситового анализа, приведенного в табл. 1.
Таблица 1