МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра нефтехимии и химической технологии

Домашнее задание

по дисциплине

«Процессы и аппараты химической технологии».

«Расчет аппарата с псевдоожиженным слоем зернистого материала».

Выполнил: студ. гр. ТП- 09-01	Д.А. Саттаров
Проверил: д.т.н. профессор	Г.К. Зиганшин

УФА - 2011

Содержание

С.

• Задание и исходные данные………………………………………….… … . …………… 3

• Введение……………………………………………………………………………………. 4

• Расчетная часть ……………………………………………………………..................... 6

• Преобразование гранулометрического состава………………………......................... 6

• Определение среднего диаметра частиц силикогеля ………………………………… 6

• Расчет порозности неподвижного слоя зернистого материала ………………………. 7

• Расчет скорости начала псевдоожижения…………………………………………….. 8

• Расчет второй критической скорости w_кр2……………………………………………. 9

• Расчет рабочей скорости ……………………………………………………………… 9

• Определие порозности псевдоожиж. слоя при рабочей скорости………………..10

• Определение действительной скорости воздуха в свободном сечении слоя……………………………………………………………………………………………..11

• Расчет диаметра аппарата …………………………………………………………… 11

• Рассчитаем рабочую скорость, исходя из нового значения диаметра аппарата………………………………………………………………………………………12

• Расчет объем неподвижного слоя…………………………………………………..12

• Расчет высоты неподвижного слоя  ………………………………………………….. 12

• Расчет порозности псевдоожиженного слоя с учетом новой рабочей скорости………………………………………………………………………………………..12

• Расчет высоты псевдоожиженного слоя……………………………………………. 13

• Определение высоты сепарационного пространства……………………………….13

• Расчет высоты установки входного штуцера циклона……………………………...14

• Расчет циклона ………………………………………………………. 15

• Расчет гидравлического сопротивления аппарата и его компонентов……. 16

• Графическая часть

• Кривая гранулометрического состава …………………………………………………..

• Чертеж аппарата…………………………………………………………………………..

• Чертеж циклона……………………………………………………………………………

• Заключение ………………………………………………………………………………. 21

• Список использованных источников …………………………………………………… 22

Цель работы: рассчитать аппарат с псевдоожиженным слоем зернистого материала, включая циклон, основные гидродинамические характеристики слоя зернистого материала, рассчитать геометрические размеры аппарата и циклона. Рассчитать полное гидравлическое сопротивление системы, включающее в себя сопротивление аппарата со слоем, сопротивление циклона и гидравлическое сопротивление распределительной (опорной) решетки.

Исходные данные

1. Вариант №18;

2. Материал слоя: силикагель;

3. Ситовой состав приведен в таблице 1.

Таблица 1: Гранулометрический состав слоя зернистого материала.

Фракция, мм	0,25-0,50	0,50-1,00	1,00-1,50	1,50-2,00
Содержание, %	12	17	28	43

4. Насыпная плотность силикагеля ρ_нас=650 кг/м³;

5. Кажущаяся плотность частиц ρ_ч=1100 кг/м³;

6. Псевдоожижающий агент: воздух;

7. Температура воздуха: t_возд=150 ⁰С;

8. Число псевдоожижения: K_w=3,00;

9. Производительность: G_т =7,76т/ч;

10. Среднее время пребывания частиц в аппарате τ₀=84 мин.;

11. Расход воздуха при рабочих условиях V_р=5200 м³/ч;

12. Доля живого сечения решетки от диаметра аппарата φ=0,015;

13. Диаметр отверстия решетки d₀=0,8 мм;

14. Толщина решетки δ=2 мм.

Расчетная часть.

1. Преобразование гранулометрического состава.

Т.к. гранулометрический состав определён достаточно грубо, для более точного расчета необходимо преобразовать состав. Допустим, что в пределах каждой фракции зависимость диаметра от его содержания линейная, построим график (см приложение 1), а по этому графику определим гранулометрический состав. Полученные данные сведём в таблицу 2.

Таблица 2 – Гранулометрический состав силикагеля.

Фракция, мм	0,25-0,45	0,45-0,75	0,75-1,02	1,02-1,22	1,22-1,39	1,39-1,55	1,55-1,67	1,67-1,79	1,79-1,90	1,90-2,00
Содержание, %	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10

2. Определение эквивалентного диаметра.

Для определения эквивалентного диаметра необходимо определить средний диаметр фракции. Для определения среднего диаметра фракции существует несколько формул, выбор типа формулы зависит от типа распределения диаметра от содержания, основных формул 2: как среднее арифметическое и как среднее геометрическое

где d_ср – средний диаметр фракции, мм;

d_min – минимальный диаметр фракции, мм;

d_max – максимальный диаметр, мм.

Для расчета параметров кипящего слоя необходимо знать так называемый эквивалентный диаметр, для определения которого существует две формулы

где d_экв – эквивалентный диаметр, мм;

d_ср,I – средний диаметр фракций, мм;

x_i – содержание фракции.

Определим средние диаметры фракций

По формуле (1) получаем:

Находим эквивалентный диаметр: