1.5 Направления совершенствования рамного намывного фильтр-пресса
На основании анализа лучшего отечественного и зарубежного рамного намывного фильтр-пресса можно выделить следующие направления их совершенствования:
1) Увеличение диапазона типоразмеров;
2) Разработка и выпуск аппаратов комплексного характера;
3) Оснащение контрольно-измерительными приборами;
4) Полная автоматизация;
5) Снижение расхода кизельгура и картона при фильтровании.
2 Научное обеспечение основного процесса в рамном намывном фильтр-прессе, вычислительный эксперимент
2.1 Основы теории процесса фильтрования
Фильтрование – этот процесс разделения жидких неоднородных смесей с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкость, но задерживать взвешенные в среде твёрдые частицы. Фильтрование осуществляют под действием сил давления или центробежных сил и применяют для более тонкого разделения суспензий по сравнению с осаждением.
Скорость фильтрации определяется по уравнению Пуазейля:
,
(1)
где
– теоретическая скорость фильтрации,
м/с;
∆р – перепад давления в фильтре, бар;
dэкв – эквивалентный диаметр пор, м;
μ – вязкость суспензии, Па·с (*10-5бар·с);
lэкв– эквивалентная длина пор, м. [4]
Расчет производительности рамного намывного фильтр-пресса:
2.1) Теоретическая производительность рассчитывается по формуле
,
(2)
где
–
теоретическая производительность
фильтр-пресса, м3/с
т
– теоретическая скорость фильтрации,
м/с;
N – количество фильтровальных перегородок, шт.;
f – площадь фильтровальной перегородки,м2.
2.2) Фактическая производительность рассчитывается по формуле
,
(3)
где V – объем пива, подлежащий фильтрации, м3
– время
фильтрации, с.
В
заключение расчета сравниваем фактическую
производительность
с
ее расчетным значением
;
указываем диапазон допустимых пределов
измерений.
0,7
≤
≤
1,5
(4)
2.2. Структурная блок-схема вычислительного эксперимента
С целью проверки правильности подбора аппарата для конкретных производственных условий проводится вычислительный эксперимент с учетом последних научных разработок и справочных данных.
На рисунке 6 представлена блок-схема вычислительного эксперимента. Структурная блок-схема разработана по ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения» с целью, наглядно представить алгоритм инженерных расчетов рамного намывного фильтр-пресса и быстро получить необходимые конечные данные.
Начало
∆p - перепад давления в фильтре, Па;
d - диаметр пор , 1*10-6 м; [2];
l - длина пор , 0,0042 м; [1];
μ - вязкость пива, 1,05*10-3 Па*с;[1]
V – объем пива, подлежащий фильтрации, м3;
N – количество фильтровальных перегородок,шт;
f – площадь фильтровальной перегородки, м2;
τ - время фильтрации,ч.
Ввод исходных данных
Контроль ошибок
=
(∆p*d2)/(32*l*μ)
Расчет теоретической скорости фильтрования, м/с
Расчет теоретической производительности
фильтр-пресса, м3/ч
Расчет фактической производительности
фильтр-пресса, м3/ч
0,7≤ ≤1,5
Выявить причину несоответствия. Внести предложения и поправки
нет
да
Вывод исходных и полученных данных на печать
; ; ;
Конец
Рисунок 6 – Структурная блок-схема вычислительного эксперимента