3. Непрерывно-действующий отстойник для разделения суспензий.

Осаждение-разделение жидких или газовых неоднородных систем путем выделения из жидкой и газовой фазы твердых или жидких взвешенных частиц. Такое выделение осуществляется под действием силы тяжести, центробежной силы, под действием сил электрического поля. Отстаивание – осаждение под действием силы тяжести. Отстаивание применяют для разделения пылей, суспензий и эмульсий. При отстаивании должны соблюдаться два требования: 1) время пребывания элемента потока в аппарате должно быть равно или больше продолжительности осаждения частиц; 2) линейная скорость потока в аппарате должна быть значительно меньше скорости осаждения.

Рассмотри механизированный непрерывно действующий отстойник для суспензий с гребком.

На производстве такой отстойник наиболее рентабелен. Суспензия поступает в центральную часть аппарата, осветленная жидкость выводится через кольцевой желоб 2, осадок собирается в нижней части аппарата. Гребок 1 разрыхляет осадок и перемещает его по дну к разгрузочному штуцеру в центре отстойника.

1-гребок; 2-кольцевой желоб; I-суспензия; II-осетленная жидкость; III-осадок.

Удаляемый из отстойников осадок содержит много жидкости. Эта жидкость в большинстве случаев является ценным продуктом, поэтому ее необходимо извлечь из осадка. Её извлечение в процессе непрерывного отстаивания достигается в установке для противоточной промывки.

Процесс отстаивания не обеспечивает извлечения тонкодисперсных частиц и характеризуется небольшой скоростью осаждения, поэтому его используют преимущественно для частичного разделения неоднородных систем. Достоинства: простое аппаратурное оформление и малые энергетические затраты.

Рабочий объем камеры: Vр=a*b*h=Vсек*τ₀, но τ₀=h/w₀, тогда производительность камеры: Vсек=a*b*w₀. a,b,h-размеры камеры, τ₀ – длительность осаждения частицы, w₀ – скорость осаждения частицы.

Билет 7

1. Вывод основного кинематического уравнения фильтрации для режима постоянной скорости.

J_ф=dV/Fdτ=Δp/R (dV-то количество, которое проходит через фильтрующую перегородку; F-поверхность фильтра); R=R_ф+R_ос=R_ф+rl (R_ф -сопротивление фильтрующей перегородки). dV/Fdτ= Δp/(R_ф+rl); V_ос=lF=xV (l- высота осадка; V- объём фильтра); l=xV/F; dV/Fdτ= Δp/(R_ф+rxV/F); R_фdV+rxVdV/F=ΔpFdτ- ДУ процесса фильтрования. Если J_ф=const: dV/F*dτ= Δp/(R_ф+r*x*V/F); J_ф=dV/Fdτ=V/F*τ; V/Fτ= Δp/(R_ф+r*x*V/F); τ=r*x/Δp*(V/F)²+R_ф*V/ΔpF. Для конкретизации вместо Δp подставляем Δp_{конечное.}

2. Простое выпаривание. Схема установки. Математический баланс процесса. Общая и полезная разность температур.

П ростое выпаривание осуществляется в одном аппарате за одну стадию. Количество тепла Q=KπdHΔt_ср (d-диаметр; H-высота трубки; К-коэффициент теплопередачи). V=πd²H/4; Q/V=4KπdHΔt_ср/πd²H; Q/V=4KΔt_ср/d.

М атериальный баланс простого выпаривания.

- аппарат с вынесенной греющей камерой и естественной циркуляцией раствора. 1- циркуляционная труба; 2- греющая камера; 3- сепарационная камера. Циркуляция происходит за счёт разности плотностей в 1 и 2.

(Тепловой баланс простого выпаривания.

DH_г+G_нc_Ht_H=D*θ+G_Kc_Kt_K+WH_B+0,01G_Kx_KΔq+Q_П

0,01G_Kx_KΔq=Q_р – теплота реакции

1-температура греющего пара(перегретого); 2-насыщенного греющего пара; 3-конденсата; 4-кипящего раствора в нижней части трубок; 5-кипящего раствора в середине греющих трубок; 6-кипящего раствора в верхней части трубок; 7-растворителя в сепараторной камере; 8-вторичного пара.

Δt_общ=t_г.п-t_в.п; Δt_пол=Δt_общ-ΣΔ; ΣΔ=Δ_г+Δ_д+Δ_п;

Δ t_пол=t_г.п.-t_{к.р.lтр/2}.

Полезная разность температур – разность между температурой греющего пара и температурой кипения раствора в выпарных установках – определяется по общей разности температур и температурным потерям. Общей разностью температур в выпарных установках называют разность между высшей и низшей температурой паров, т е разность между температурой греющего пара и температурой вторичного пара при входе в конденсатор.