Практична частина

Задача. Визначити величину фільтруючої поверхні рамного фільтра періодичної дії, що працює при постійній різниці тисків ΔР, якщо відомі наступні величини: кількість суспензії G_см, її концентрація х_см, концентрація твердої речовини у фільтраті х_осв (можна прийняти х_осв=0), густина фільтрату ρ_осв, константи фільтрування К та С, час фільтрування τ.

Послідовність виконання роботи

1. Виписати вихідні дані з таблиці 1 згідно з варіантом (за порядковим номером в журналі).

2. Визначити кількість отриманого фільтрату (кг)

,

де G_см – кількість суспензії, кг/год;

х_ос – концентрація освітленої рідини, мас.долі;

х_см – концентрація суспензії, мас.долі;

х_осв – концентрація твердої речовини у фільтраті, мас.долі.

3. Обчислити об’єм фільтрату (м³)

.

4. Розрахувати продуктивність 1 м² фільтруючої поверхні V за рівнянням фільтрування (при ΔР=соnst) (м³/м²)

,

де V – об’єм фільтрату м³, що пройшов через 1 м² фільтруючої поверхні за час фільтрування τ, м³/м²;

τ – тривалість фільтрування, год.;

С – константа фільтрування, що характеризує гідравлічний опір фільтруючої перегородки, м³/м²;

К – константа фільтрування, що враховує режим процесу фільтрування і фізико-хімічні властивості осаду і рідини, м²/год.

5. Знайти необхідну загальну поверхню фільтрування для заданої продуктивності по фільтрату (м²)

.

Вихідні дані

Таблиця 1

Варіант	Величина та її розмірність
	(кг/год)	(мас.долі)	(мас.долі)	τ, (год)	ρосв, (кг/м3)	К, (м2/год)	С, (м3/м3)
1	8000	0,080	0,80	4	1000	0,00200	0,00145
2	8500	0,075	0,75	5	1000	0,00205	0,00150
3	9000	0,070	0,75	4,5	1050	0,00210	0,00155
4	9500	0,065	0,70	3,5	1050	0,00215	0,00160
5	10000	0,060	0,70	4	1100	0,00220	0,00165
6	10500	0,055	0,75	3,5	1100	0,00250	0,00170
7	11000	0,050	0,75	4	1000	0,00245	0,00170
8	11500	0,050	0,80	4,5	1000	0,00240	0,00170
9	12000	0,060	0,80	5	1000	0,00240	0,00140
10	12500	0,065	0,75	4,5	1050	0,00235	0,00145
11	9000	0,060	0,70	4	1050	0,00230	0,00150
Варіант	Величина та її розмірність
	(кг/год)	(мас.долі)	(мас.долі)	τ, (год)	ρосв, (кг/м3)	К, (м2/год)	С, (м3/м3)
12	9500	0,065	0,75	5,5	1050	0,00230	0,00155
13	10000	0,070	0,70	5	1100	0,00240	0,00160
14	10500	0,075	0,70	5	1100	0,00240	0,00160
15	11000	0,070	0,75	4,5	1150	0,00220	0,00155
16	11500	0,065	0,75	6	1150	0,00220	0,00145
17	12000	0,050	0,70	5,5	1100	0,00230	0,00165
18	12500	0,060	0,70	4,5	1100	0,00230	0,00170
19	13000	0,060	0,75	4,5	1050	0,00210	0,00140
20	13500	0,050	0,77	5	1100	0,00220	0,00150
21	14000	0,040	0,80	4,5	1150	0,00230	0,00150
22	14500	0,050	0,85	4,2	1070	0,00220	0,00145
23	15000	0,040	0,90	3,9	1100	0,00215	0,00155
24	10000	0,060	0,82	4,1	1050	0,00250	0,00160
25	10500	0,065	0,84	4,1	1100	0,00245	0,00165
26	11000	0,050	0,86	4,3	1120	0,00250	0,00170
27	11500	0,055	0,88	4,3	1150	0,00210	0,00170
28	12000	0,060	0,90	3,9	1130	0,00215	0,00160
29	12500	0,040	0,92	3,9	1070	0,00230	0,00165
30	8000	0,075	0,75	3,5	1100	0,00250	0,00170

Контрольні запитання

1. Що таке фільтрування?

2. Які існують фільтруючі поверхні?

3. Які є процеси фільтрування в залежності від способу створення різниці тисків?

4. Як класифікують фільтри за організацією роботи?

5. Яка будова і принцип роботи фільтруючого пресу?

Практична робота № 4

РОЗРАХУНОК ЦЕНТРИФУГИ

Мета роботи: Вивчити процес центрифугування, освоїти практично методику визначення основних параметрів центрифуги.

Теоретична частина

Центрифугування – процес розділення суспензій і емульсій у полі відцентрових сил; проводиться в машинах, що називаються центрифугами. Центрифуга являє собою циліндричний ротор, що обертається за допомогою

електродвигуна, і розміщений у співвісному циліндричному нерухомому кожусі. Якщо ротор має суцільні бічні стінки, центрифуга називається відстійною; якщо бічні стінки ротора перфоровані (покриті фільтрувальною перегородкою), то центрифуга називається фільтруючою.

У відстійних центрифугах здійснюють розділення суспензій і емульсій за принципом відстоювання. У фільтруючих центрифугах здійснюють процес розділення суспензій за принципом фільтрування. Таким чином, загальні закономірності центрифугування мають подібність із закономірностями відстоювання і фільтрування. Однак процеси в центрифугах набагато складніші.

Важливою характеристикою центрифуг є фактор розділення К_р, що показує у скільки разів відцентрова сила більше сили тяжіння і є відношенням відцентрового прискорення ω²/r до прискорення сили ваги g:

,

де ω – лінійна швидкість обертання, м/с;

r – радіус обертання, м;

g – прискорення вільного падіння тіла, м/с².

За величиною фактора розділення центрифуги класифікують на дві групи: нормальні центрифуги (К_р<3500) і надцентрифуги (К_р>3500). Надцентрифуги є апаратами відстійного типу і служать для поділу емульсій (сепаратори) і тонко дисперсних суспензій (трубчасті надцентрифуги).

У залежності від організації процесу центрифуги поділяються на періодичної і безперервної дії.

У залежності від способу вивантаження осаду розрізняють наступні типи центрифуг:

1) з ручним вивантаженням;

2) за допомогою ножів чи шкребків;

3) шнекові і поршневі;

4) із гравітаційним вивантаженням.

За розташуванням осі обертання розрізняють вертикальні, похилі і горизонтальні центрифуги.

У хімічній промисловості широко застосовуються відстійні і фільтруючі центрифуги як з ножовим, так і з шнековим вивантаженням.

На рис. 1 представлена схема, відстійної горизонтальної автоматичної центрифуги типу АОГ.

Рис. 1. Центрифуга АОГ

1 – ротор, 2 – ніж, 3 – напрямна для осаду, 4 – корпус,

5 – привід ножа, 6 – трубка