Кафедра процессов и аппаратов химической технологии.

Семинар 14.

Осаждение.

Задача 43.

Определить диаметр непрерывно действующего отстойника для выделения солевого шлама из щёлока и производительность насоса для отвода шлама при следующих условиях:

▫расход суспензии на 1 отстойник – 350 т/ч;

▫температура щёлока – 90°С;

▫плотность щёлока – L = 1326 кг/м3;

▫вязкость щёлока – μL = 0,52 мПа∙с;

▫начальная концентрация суспензии – 25% (масс.);

▫массовое отношение Ж:Т в шламе, выгружаемом из отстойника – 0,9:1;

▫допустимое содержание твёрдой фазы в осветлённой жидкости (продукте) – 15 г/(кг продукта);

▫минимальный эквивалентный диаметр частиц – do = 75 мкм;

▫плотность частиц соли – S = 1990 кг/м3;

▫форма частиц – угловатая.

Определить также скорость свободного оседания шарообразных частиц данного размера в указанной жидкости.

Массовый расход осветлённой жидкости (продукта):

Режим ламинарный, т.к. Ar < 36.

Критерий Рейнольдса для свободного осаждения сферических частиц:

Reо 18Ar

Скорость свободного осаждения угловатых частиц:

vо Reо L

do L

Объёмная доля твёрдой фазы в суспензии:

wсусп

Поразность суспензии (доля объёма, занятого жидкостью):

1

Критерий Рейнольдса для стеснённого осаждения сферических частиц:

Скорость стеснённого осаждения угловатых частиц:

Где φ – коэффициент формы (не путать с фактором формы ψ !) ◦ округлые частицы — = 0,77; ◦ угловатые частицы — = 0,70;

◦ продолговатые частицы — = 0,62; ◦ пластинчатые частицы — = 0,46.

Площадь поверхности осаждения:

Диаметр аппарата:

Задача 44.

Определить основные размеры (длину l, ширину b, высоту h) полой осадительной камеры для очистки газа от пыли при следующих условиях:

•высота камеры составляет 2/3 от её ширины;

•расход газа – 4710 м3/ч (в пересчёте на норм. условия!);

•температура газа – 40°С;

•плотность газа – G = 0,8 кг/м3;

•вязкость газа – μG = 20 мкПа∙с;

•эквивалентный диаметр частиц – do = 25 мкм;

•плотность твёрдых частиц – S = 2937 кг/м3;

•максимально допустимая скорость газа в камере (во избежание пылеуноса) vпр = 0,25 м/с;

•осаждение происходит при стеснённых условия;

•скорость стеснённого осаждения частиц принять равной 40% от скорости свободного осаждения эквивалентного шара.

Действительная скорость оседания по условию задачи равна 40% от скорости свободного осаждения сферических частиц:

Длина камеры: l bA

Максимальное время пребывания частиц в аппарате: tпр vl

пр

Максимальное время оседания частиц: t h

o v o, ст

Для уменьшения длины камеры установим 9 полок:

Задача 45.

Для осаждения твёрдых частиц диаметром 3 мкм и плотностью 1100 кг/м3 из водной суспензии при 20 °С используется центрифуга с ротором диаметром 0,4 м. Центрифуга периодического действия заполняется суспензией до половины её объёма.

Определить такую частоту вращения ротора, при которой разделение могло бы быть осуществлено за 10 минут.