книги из ГПНТБ / Болдырев Ю.Н. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов целлюлозно-бумажного, лесохимического и гидролизного производств учеб. пособие для целлюлоз.-бумаж. техникумов
.pdfФактическую производительность центрифуг определяют из вы ражения
|
|
|
У = | а 2 , |
(5-89) |
где |
| — показатель эффективности работы центрифуги, его находят |
|||
|
|
по обобщенной формуле |
|
|
|
|
|
S = A ( F r 4 ) - 4 R e ^ ( - ^ ) 2 , |
(5-89а) |
|
|
V2 |
|
|
где |
Fr 4 |
= ^,^ 3 |
— критерий Фруда для поля |
центробежных сил; |
|
г. |
^Рж |
•• г. - |
|
|
Ren=— |
критерии Реинольдса; |
|
|
|
|
2ял0Цж |
симплекс Архимеда для жидкости в барабане. |
|
|
|
|
Рж Для отстойных центрифуг с короткими цилиндрическими бара
банами: Л = 9; , t = 0 , l ; у = —0,1; z = 2,04; для отстойных центрифуг со шнековой выгрузкой: А =9,52; х = 0,16; у = —0,151; z = 0,286.
Производительность промышленной центрифуги периодического действия можно определить по уравнению:
|
V=A]/^(R2-rl)L^m, |
(5-90) |
где А—коэффициент, |
характеризующий сопротивление |
осадка. |
Производительность лабораторной центрифуги (для нее все ве |
||
личины обозначены |
индексом «л») определяют по уравнению |
У,=АЛ |
/ 2 л * ( / ? л - / & ) М * п „ т ) . 1 . |
|
(5-91) |
|||
Разделив уравнение (5-90) |
на |
(5-91), находим производительность |
||||
промышленной центрифуги за один цикл: |
|
|
||||
|
|
|
,0л) |
і-л (W) . i |
(5-92) |
|
|
|
|
|
|||
Продолжительность питания находят по формуле: |
||||||
|
т п и т = Т ц + т в ы г , |
|
|
(5-93) |
||
где т ц — время центрифугирования; |
|
|
|
|||
тВыг — время выгрузки |
осадка. |
|
действия можно |
|||
Производительность |
центрифуг непрерывного |
|||||
найти по формуле |
|
|
|
|
|
|
v - |
v |
- Y % t t ± - |
|
<5-s4> |
||
Производительность |
промышленных |
центрифуг |
|
по осадку рас |
||
считывают из выражения |
|
|
|
|
|
|
|
G^On~- |
лфек. |
|
(5-95) |
|
Влажность осадка проверяют по уравнению |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
W=wJ^-)L/i-\ |
|
|
|
|
|
(5-96) |
||
где |
Wa |
— влажность осадка |
в начале центрифугирования |
(на |
|||||||
|
W и Wa |
ходится на лабораторной |
центрифуге); |
|
|
||||||
|
— конечная влажность |
осадка |
в промышленной |
и ла |
|||||||
|
|
бораторной центрифугах. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Полный расход энергии в центрифуге периодического действия |
||||||||||
равен: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N = N1 + N2+N3+Ni, |
|
|
|
|
(5-97) |
|||
где |
Ni — мощность, затрачиваемая |
на |
сообщение |
кинетической |
|||||||
|
энергии |
суспензии, поступающей |
на |
разделение |
(при за |
||||||
|
грузке барабана); |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Nz—мощность, |
затрачиваемая |
на трение в подшипниках; |
|
|||||||
|
JV3—мощность, затрачиваемая |
па трение |
барабана о |
воздух; |
|||||||
|
N/k — мощность, затрачиваемая |
на срез |
осадка |
(при выгрузке |
|||||||
|
барабана). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для автоматических центрифуг расход энергии при отдельных |
||||||||||
операциях цикла определяют по формулам: |
|
|
|
|
|
||||||
|
при загрузке барабана |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Naar^Ni |
+ Nz+Ns, |
|
. |
|
(5-98) |
|||
|
при отжиме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
#отж = Л/2+ЛГз, |
|
|
|
|
(5-99) |
|||
|
при выгрузке барабана (срезе осадка) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Nnur^Nz+Ns+Ni. |
|
|
|
|
(5-100) |
|||
|
Затраты мощности на сообщение кинетической энергии суспен |
||||||||||
зии находят по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
^ = - ^ | ^ - [ ( 1 - 0 , 5 < р ф ) Р о с + / Г ] |
кет, |
|
(5-101) |
||||||
где |
|
|
Ф — коэффициент |
заполнения рабочего |
объема |
||||||
|
|
|
барабана |
осадка; |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = n (R2— г2 |
)L — рабочий объем барабана; |
|
|
|
||||||
|
|
|
•ф — отношение рабочего объема к полному |
объ |
|||||||
|
|
|
ему барабана; |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ф = 1 - ( і ° - ) 2 . |
|
|
|
|
< 5 - 1 0 2 > |
|||
Слагаемое К в уравнении (5-101) |
определяют по формулам: |
|
|||||||||
|
для фильтрующих центрифуг |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
К=(А— |
В)рш; |
|
|
|
|
(5-103) |
6 |
З а к а з № 481 |
gl |
|
для отстойных центрифуг |
|
|
|
|
|
|
Д _ Д \ п |
|
( |
|
(5-104) |
|
|
/ С = ( А - 5 ) Р ж |
R |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
где А — объемная доля жидкой фазы в суспензии; |
|
|||||
|
А= |
Р т в ~ Р с |
; |
|
(5-105) |
|
|
|
Ртв |
Рж |
|
|
|
|
В — объемая доля жидкой |
фазы во влажном |
осадке; |
|||
|
В= |
Р т в ~ Р |
о |
с . |
|
(5-106) |
|
|
Ртв |
Рж |
определяют по фор |
||
|
Расход энергии на трение в подшипниках |
|||||
муле |
|
|
|
|
|
|
|
^ = J |
W " |
|
к в т > |
|
( 5 " 1 0 7 ) |
где |
Р — динамическая нагрузка на подшипники; |
|
||||
|
db — диаметр цапф вала, м; |
|
|
|
|
|
|
} — коэффициент трения |
(для подшипников |
скольжения / ~ |
|||
|
«0,01, для подшипников качения |
f«0,002). |
||||
|
Динамическая нагрузка на подшипники определяется в зависи |
|||||
мости от статической нагрузки mg и фактора |
разделения Ф по фор |
|||||
муле |
|
|
|
|
|
|
|
P = mg(1+0,0020) к, |
|
(5-108) |
|||
где |
m — масса загруженного барабана, кг; |
|
|
|||
|
g — ускорение силы тяжести, м/сек2. |
|
|
|||
|
Расход энергии на трение барабана о воздух (при плотности воз |
|||||
духа 1,3 кг/м3) находят из выражения |
|
|
||||
|
/V3 =14,7 • \0-*L<a*{ri+$) |
кет, |
(5-109) |
|||
|
Расход энергии на срез осадка вычисляют по уравнению |
|||||
|
а (/?-4-). |
|
|
|||
где |
/ — длина режущей кромки ножа, мм; |
|
|
б—толщина слоя осадка, мм;
а— удельное сопротивление резанию, кгс/мм2;
тВ ыг — время среза, сек.
Вцентрифугах непрерывного действия с выгрузкой осадка пуль сирующим поршнем общая затрачиваемая мощность определяется по формулам, приведенным в книге В. И. Соколова «Современные промышленные центрифуги» [41].
Пример 9. Определить количество центрифуг типа АГ-1800 для обработки 20 м3/ч суспензии, если продолжительность выгрузки осадка из центрифуги составляет 1 мин. Конечная влажность осадка 27%.
Р е ш е н и е . 1. Для получения необходимых расчетных данных проведено центрифугирование суспензии на лабораторной центри
фуге, характеристика которой следующая: |
|
||
Радиус |
ротора, |
мм |
100 |
Высота |
ротора, |
мм |
75 |
Полезный объем ротора, л |
1,2 |
||
Индекс |
производительности, м2 |
20 |
В результате опытов было установлено, что при среднем фак
торе разделения 425 для достижения |
влажности |
27% |
необходим |
||||||||
отжим в течение 5 мин. При длительности |
выгрузки |
осадка |
тВ Ь 1 Г == |
||||||||
= 1 мин продолжительность |
питания |
промышленной |
центрифуги |
||||||||
т Ш 1 Т можно найти по формуле |
(5-93): |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тдит == 5 + 1 = 6 мин. |
|
|
|
|
|
||||||
2. Продолжительность |
полного |
цикла |
центрифугирования со |
||||||||
ставит: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т = Тшіт + т ц |
+ т в ы г = 6 + 5 + 1 = 12 |
мин. |
|
|
|
||||||
3. Продолжительность |
питания |
лабораторной |
центрифуги по |
||||||||
опытным данным составила |
9 мин, |
количество |
фугата при этом |
||||||||
было получено 6,5 л. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Промышленная центрифуга АГ-1800 |
имеет |
следующие |
пара |
||||||||
метры: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиус ротуора, мм |
|
|
|
|
|
|
|
900 |
|
||
Полезный объем ротора, л |
|
|
|
|
|
|
850 |
|
|||
Индекс производительности, |
ж2 |
. . . . . . . . . . . . |
2048 |
|
|||||||
4. Производительность |
промышленной |
центрифуги |
рассчиты |
||||||||
ваем по уравнению (5-92): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т / |
|
2048 - 0,85 - 6 |
= |
1 4 4 0 |
|
|
|
|
|
||
Q = - ^ = ^ - = 1 2 0 |
л\ман=7,2 |
м*\ч. |
|
|
|
||||||
Следовательно, для производства |
необходимы |
три |
центрифуги |
||||||||
( 2 0 : 7 , 2 « 3 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 10. Найти мощность, потребляемую центробежным очи стителем (центрифугой) производительностью 50 000 кг/ч бумаж ной массы. Число оборотов барабана в минуту /г = 600 об/мин; внут ренний диаметр ротора 2>=1000 мм; окружная скорость ротора ы =
= 31,40 м/сек; |
масса загруженного |
барабана |
/п = 500 кг; диаметр |
||
цапфы dB = 0,\ м; коэффициент трения f = 0,005.. |
|||||
Р е ш е н и е . |
1. Фактор разделения |
центрифуги равен (5-54): |
|||
|
31,42 |
9 |
8 |
5 |
|
|
0,5 • 9,81 |
0,5 • 9,81 |
~ и и - |
||
6* |
|
|
|
|
83 |
2. Мощность, затрачиваемую на сообщение бумажной массе скорости вращения барабана, находим по формуле (5-112):
А Г |
_ |
50 000-200-0,5 |
_ |
50000 |
_ R |
R |
1 |
— |
3600 • 204 |
~~ |
36 • 204 |
~ Ь |
' Ь К в Т ' |
3. Динамическую нагрузку на подшипники находим по фор муле (5-108):
Р = 500 • 9,8 (1 + 0,002 • 200) = 6850 н.
4. Расход энергии на трение в подшипниках определяем по фор-
/ С |
|
скорость |
ротора |
v |
31,4" |
• = |
муле (5-10/); угловая |
равна со = —=г = |
|
||||
= 62,8 1/сек. |
|
|
|
|
|
|
N,= |
62,8 • 6850о 0,1 |
• 0,005 |
^ |
|
|
|
5. Принимая |
/'о = 0 мм расход энергии на трение барабана о воз |
|||||
дух находим по формуле |
(5-109): |
|
|
|
|
Л7з=14,7-10-6 - 0,6 - 62,83 - 0,54 = 14,7 • 0,6-0,25-0,063 = 0,15 квт.
6. Общий расход энергии определим как сумму затрачиваемых мощностей:
N =Ni + 2N2+N3 = 6,8 + 2- 0,022 + 0,15=7,1 квт.
Контрольные задачи
Задача 1. Найти размеры осадительной камеры для печи про изводительностью Q = 10 000 м3/ч газа, если принять скорость газо
вого потока в камере и =0,4 м/сек, скорость осаждения огарковой пыли ш = 4 8 5 мм/сек и отношение ширины камеры к высоте є = 1,5.
Задача 2. Рассчитать в условиях задачи 1 длину камеры с пол ками при расстоянии между полками Л = 0,15 м, є=21,5, а также количество полок и скорость осаждения огарковой пыли при пер воначальной длине камеры L = 3,97 м.
Задача 3. Приняв скорость в газоходе и = 4 м/сек, определить длину газохода, при которой пыль будет осаждаться при ламинар
ном режиме осаждения. |
Плотностью |
газа пренебречь. Производи |
||
тельность печи |
по газу |
Q = 5000 м3/ч. |
Плотность |
огарковой пыли |
р ч = 5000 кг/м3. |
Плотность газовой смеси р с м = 0,266 |
кг/м3. |
Задача |
4. Выбрать циклон для очистки от огарковой пыли га |
||
зов печей, |
работающих на флотохвостах, |
если расход газов |
V = |
= 10 000 м3/ч, плотность газов р = 1,3 кг/м3. |
Принять —^-=550. |
Ко |
эффициент сопротивления циклона £ =60 .
Задача 5. Найти расход газов для циклона НИИОГАЗ-ЦН-11 диаметром D = 150 мм. Оптимальное соотношение перепада давле-
Л п ния Ар н/м2 к плотности газа р кг/м3. Принять —-^— = 700. Коэффи
циент сопротивления циклона |=180 .
Задача 6. Рассчитать |
батарейный циклон Б Ц для улавливания |
|||
пыли из газа, количество |
которого Q = 5 м3/сек, |
плотность газа р = |
||
= 0,85 кг/м3. Принять Б Ц с |
направляющим |
аппаратом |
«розет |
|
ка». |
|
|
|
|
Задача 7. Найти эффективность пылеулавливания т] и |
гидрав |
|||
лическое сопротивление Ар скруббера Вентури |
содорегенеранион |
|||
ного котлоагрегата без учета |
сопротивления |
циклона. Массовая |
скорость газа в горловине аппарата ш = 50 кг/сек-м2, удельный рас ход щелока 9=0,8 л/кг.
Задача 8. Определить основные размеры скруббера Вентури для очистки газовых выбросов известерегенерационной печи от пыли
производительностью по газу |
50 000 м3/ч. |
Температура |
|
газа |
перед |
||||||||||||||
скруббером 200° С, концентрация |
пыли в |
газах |
по данным |
опыт |
|||||||||||||||
ных испытаний |
до аппарата |
15 г/кг, |
после аппарата — 0,2. |
Состав |
|||||||||||||||
газа в объемных процентах: |
14% С 0 2 ; 3% 0 2 ; 60% N 2 и 23% паров |
||||||||||||||||||
воды. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 = 1,1 л/кг; |
|
|||||
|
Принять удельный расход воды на орошение |
мас |
|||||||||||||||||
совую скорость газов 40 кг/сек |
• м2; |
давление |
газов |
735 мм |
рт. ст.; |
||||||||||||||
сужение |
конфузора 30°; угол |
раскрытия |
диффузора |
7°; скорость |
|||||||||||||||
газов |
в газоходе |
15 м/сек; |
диаметр |
газохода |
перед |
скруббером di |
|||||||||||||
принять равным диаметру газохода после диффузора di- |
|
|
|||||||||||||||||
|
Задача 9. Найти минимальный диаметр частиц, |
осаждающихся |
|||||||||||||||||
в отстойнике для белых |
щелоков. Плотность взвешенных |
частиц |
|||||||||||||||||
р ч |
= 2500 кг/м3, |
плотность щелока р щ = 1 1 0 0 кг/м3. |
Скорость стеснен |
||||||||||||||||
ного |
осаждения |
ПУ = 1,8 • 10~5 |
м/сек. |
Концентрация |
щелока |
С = |
|||||||||||||
= |
108г/лЫаОН. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Задача 10. |
Плотность |
взвешенных, частиц, находящихся |
в водег |
|||||||||||||||
р = 1800 кг/м3. |
Определить |
минимальный |
диаметр |
осаждающихся |
|||||||||||||||
в |
отстойнике |
частиц, |
если |
|
скорость |
осаждения |
|
частиц |
w = |
||||||||||
= |
0,001. м/сек, |
вязкость жидкости |
v = 10~6 |
м2/сек, |
плотность |
жидко |
|||||||||||||
сти р = 1000 кг/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Задача 11. |
Найти диаметр частиц, осаждающихся |
в отстойном |
||||||||||||||||
аппарате при критерии Архимеда Аг=7,17. Вязкость жидкости |
v = |
||||||||||||||||||
= 10_ 6 м2/сек; |
плотность твердых |
частиц р ч = 2000 кг/м3; |
плотность |
||||||||||||||||
жидкости р ш = 1000 кг/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шарообраз |
|||||||
|
Задача 12. Найти скорость свободного осаждения |
|
|||||||||||||||||
ных частиц суспензии wCB, |
если |
скорость |
стесненного |
|
осаждения |
||||||||||||||
ш0 |
= 0,11 |
мм/сек, |
исходная |
вода |
содержала |
450 мг/л. |
|
Плотность |
|||||||||||
твердой |
фазы |
|
р т в = 2000 кг/м3, |
|
плотность |
жидкой |
фазы |
р ж = |
|||||||||||
= |
1000 |
кг/м3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 13. Найти скорость стесненного осаждения частиц песка |
||||||||||||||||||
суспензии, очищаемой в гидроциклоне. Скорость |
движения |
частиц |
|||||||||||||||||
на |
стенку очистителя без учета |
столкновения |
с другими |
частицами |
г£>св = 0,76 м/сек. |
Содержание |
взвешенных |
веществ |
в исходной су |
||||||||||||||
спензии 34,6 мг/л. Плотность взвесей |
р т |
в = 2000 |
кг/м3, |
плотность |
||||||||||||||
жидкости р,к = 1000 |
кг/м3. |
|
|
|
|
|
|
работы |
|
отстойника |
при |
|||||||
Задача |
14. Определить эффективность |
|
||||||||||||||||
минимальном эквивалентном |
радиусе |
улавливаемых частиц 7 мк, |
||||||||||||||||
если дисперсный состав и процентное содержание |
|
частиц фракций |
||||||||||||||||
взвешенных веществ характеризуется следующими данными: |
|
|
||||||||||||||||
Эквивалентный |
радиус |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,3-7 |
4,5-6 |
|
|||||
частиц |
|
|
25—45 17,5—24 14—17 8-13 |
|
||||||||||||||
Процентное содержание |
|
|
10,52 |
36,85 |
31,6 |
|
5,26 |
5,26 |
|
|
||||||||
частиц |
|
|
10,51 |
|
|
|
||||||||||||
Задача |
15. |
Найти |
необходимую |
поверхность |
|
отстаивания |
пе |
|||||||||||
риодического отстойника для |
|
объема |
осветленной |
жидкости |
V — |
|||||||||||||
= 10 м3/ч. Плотность взвесей |
р т в = 1 5 0 0 кг/м3, |
|
плотность |
жидкости |
||||||||||||||
Рж = Ю00 кг/м3. |
Содержание |
взвешенных |
веществ |
|
в исходной |
сус |
||||||||||||
пензии 100 мг/л. Минимальный |
диаметр |
оседающихся частиц d = |
||||||||||||||||
= 2 5 - Ю - 6 |
м. Вязкость |
жидкой |
фазы |
р,п = 0,001 |
н-сек/м2 |
= 1 спз. |
||||||||||||
Задача |
16. |
Определить производительность песочницы в тоннах |
||||||||||||||||
воздушносухой |
целлюлозы |
в сутки |
при |
концентрации |
массы |
С = |
||||||||||||
=0,5%, скорости движения |
массы |
по песочнице у = 0,22 м/сек, |
вы |
|||||||||||||||
соте слоя потока над перегородками |
|
h = 100 мм. |
|
Ширина |
песоч |
|||||||||||||
ницы b = 1,8 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача |
17. Найти |
геометрические |
|
размеры |
отстойника |
непре |
||||||||||||
рывного действия с резервуаром цилиндрической |
формы с кониче |
ским днищем и со скребками для перемещения осадка к разгрузоч
ному отверстию |
в центре |
днища. |
Часовое |
количество |
влажного |
|||||
осадка G0=290,0 |
кг/ч. Поверхность |
осаждения і 7 = 4 м2, |
время уп |
|||||||
лотнения |
т у п |
=1,2 часа, |
плотность |
сгущенной |
системы |
рСг = |
||||
= 1300/сг/л23. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача |
18. |
Найти минимальную |
продолжительность |
осветления |
||||||
каолиновой |
суспензии |
в песочнице. |
Плотность |
каолина |
р к = |
|||||
= 2650 кг/м3, |
плотность жидкости р ж = 1000 кг/м3, |
вязкость |
каоли |
|||||||
новой суспензии |
}х = 0,01 |
пз. В песочнице |
не должны |
оседать ча |
стицы каолина диаметром d = 2 мк. Высота слоя потока над перего родками h = 120 мм.
Задача 19. Определить время движения частиц на стенку гид роциклона (центриклинера) на входе массы в очиститель, где внут ренний диаметр аппарата D = 0,075 м, наружный диаметр патрубка
для выхода |
очищенной массы D{ — 0,025 м. Плотность частиц р ч = |
|||||
= 2000 кг/м3. |
Плотность жидкости р> к = 1000 кг/м3. |
Вязкость |
жидко |
|||
сти л' = 10—6 |
м2/сек. |
Диаметр удаляемых |
частиц d 4 |
= 9 - 10 - 5 |
м. Ок |
|
ружная скорость жидкости в плоскости |
входного |
патрубка |
на ра |
|||
диусе /-=0,0265 и |
по данным замера и = 15,55 |
м/сек. |
|
|||
Задача 20. Найти длину L прямоугольного |
горизонтального от |
стойника для очистки сточных вод бумажного производства. Высота
слоя воды в отстойнике 2 м. Скорость |
осаждения |
взвешенных ве |
ществ ie/ = 0,3 мм/сек, скорость потока |
воды v =15 |
мм/сек. |
Задача 21. В гидроциклоне диаметром 150 мм очищается масса для бумаги повышенной чистоты. Плотность массы р м = 1 0 0 0 кг/м3, вязкость (.1 = 1,5-10- 3 н • сек/м2; плотность частиц р = 2500 кг/м3. Про изводительность 380 л/мин. Найти минимальный диаметр улавли ваемых частиц. Стенки гидроциклона гладкие ( | = 1).
Задача 22. Определить производительность фильтра по освет ленной воде массоулавливающей установки. Площадь фильтрации фильтра Р=25 м2, удельная производительность фильтра <? = = 75 л/мин • м2.
Задача 23. Производительность установки для сгущения массы 250 т в сутки сухой целлюлозы. Концентрация массы, поступаю
щей на бесшаберный |
сгуститель, 0,3%, сгущенной — 2,5%. При |
||||
фильтрации |
цилиндр |
фильтра |
на 2 /з поверхности опущен в жид |
||
кость. Число |
оборотов цилиндра |
п =1 4 об/мин. Размеры |
сеточного |
||
цилиндра диаметром |
1,5x^4 |
м. |
Плотность фильтрата |
1100 кг/м3. |
Найти среднюю скорость фильтрации и время фильтрации, если на потоке установить шесть фильтров.
Задача |
24. Для сгущения и промывки шлама сульфатцеллюлоз- |
||||||||
ного завода используется центрифуга типа НОГШ-800 |
(по каталогу |
||||||||
Главхиммаша). Длина барабана Z=1000 мм, число оборотов ба |
|||||||||
рабана |
« = 1200 об/мин. Найти |
среднюю скорость осаждения |
сус |
||||||
пензии |
при производительности |
центрифуги |
по суспензии 30 |
м3/ч, |
|||||
плотности |
осадка |
твердого |
вещества |
р т в = 2500 кг/м3, |
плотности |
||||
жидкости |
р ж = 1200 кг/м3, |
вязкости жидкой |
фазы р ж = 2,5 спз. Ра |
||||||
диус |
свободной |
поверхности |
слоя |
жидкости в центрифуге |
Го — |
= 250 мм.
Задача 25. Найти мощность, потребляемую сортировкой-селек- тифайером производительностью 15 000 л/мин. Число оборотов ро тора п = 400 об/мин, диаметр сита D = 610 мм. Лопасти ротора ус тановлены с зазором относительно сита (0,7—1,5 мм).
Тема 6. Перемешивание жидкостей
Основные понятия и расчетные формулы
1. Для механического перемешивания применяются мешалки, снабженные лопастями различной формы: лопастные, турбинные, пропеллерные и др. Мощность, потребляемую мешалкой, рассчиты вают по уравнению
|
N = KN9cn3d^, |
(6-1) |
где N — мощность на перемешивание, вт; |
кг/м3; |
|
р с — плотность перемешиваемой среды, |
||
п — число оборотов лопастей мешалки |
в секунду; |
|
dM |
— диаметр лопастей мешалки, м; |
|
KN |
— коэффициент мощности. |
|
Коэффициент мощности зависит от критерия Рейнольдса, кото рый для процесса перемешивания имеет следующий вид:
R e = |
(6-2) |
где р. — динамическая вязкость, л • сек/м2. |
|
Коэффициент Кк = ї (Re) для'различных типов мешалок |
находят |
•по рис. 6-1. Критическое значение ReI <p = 50. |
|
Рис. |
6-1. |
Зависимость |
KN =/(Re) |
для |
основных |
типов |
механических |
||||||||
|
|
|
|
|
|
мешалок: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ — пропеллерная S—dM |
в |
сосуде б е з перегородок; 2—пропеллерная |
|
S — r/ M в сосуде |
|||||||||||
с четырьмя |
перегородками; 3 — пропеллерная |
S = 2 d M |
в |
сосуде |
бе з |
перегородок; |
|||||||||
4 — пропеллерная S = 2 d M |
в сосуде с четырьмя перегородками; 5 — турбинная |
с шестью |
|||||||||||||
прямыми лопатками в с о с у д е бе з перегородок; |
S — турбинная |
с |
шестью |
прямыми |
|||||||||||
лопатками в сосуде с четырьмя перегородками; 7— турбинная с шестью |
изогнутыми |
||||||||||||||
лопатками |
в сосуде с четырьмя перегородками; |
8 — закрытая |
турбинна'я |
в |
сосуде |
||||||||||
с четырьмя |
перегородками; |
9 — турбинная |
с наклонными |
изогнутыми |
лопатками |
в со |
|||||||||
с у д е с четырьмя перегородками; |
10 — двухлопастная в сосуде с |
четырьмя |
перегород |
||||||||||||
ками; / / — шестилопастная |
типа |
водяной турбины |
в сосуде с четырьмя перегородками; |
||||||||||||
12 — шестилопастная |
с направляющим аппаратом; |
13 — четырехлопастиая |
с |
лопастями |
|||||||||||
под |
Z С0° в сосуде |
бе з перегородок; 14 — четырехлопастиая |
в сосуде |
без |
перегородок |
2. Выбор типа мешалки зависит от емкости аппарата, вязко сти перемешиваемой среды и целей перемешивания. Мешалки при меняют для эмульгирования и растворения жидкостей, для суспендирования и интенсификации теплообмена.
3. Равномерная концентрация твердой фазы в жидкой достига ется при определяющем числе оборотов « о , при котором значение аксиальной составляющей скорости потока жидкости больше скоро сти осаждения твердых частиц. При образовании суспензий в аппа ратах без перегородок .определяющее число оборотов находят по уравнениям, приведенным в табл. 6-1.
Характеристика мешалок
|
|
Емкость аппарата, |
|
Числообеіро- секвтоп унду |
|
|
•г. |
g 5 п |
|
Тип мешалки |
Эскиз |
|
£ 3 = ^ |
|
|
- " (• ч |
|
||
» |
|
|
«'•&§? |
|
|
|
|
= 3S ; |
|
|
|
|
R а а -Ї |
|
Таблица 6-1'
Определяющее число
оборотов в секунду при
суспендировании в аппара
тах бе з перегородок
Лопастная |
|
1—50 1—10 000 0,25- |
л 0 |
= 4 А і х |
||
|
|
|
|
10 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
I^/CPT—РС)° |
|
|
|
|
|
|
|
Рс |
Пропеллерная |
|
1— |
1—2 000 |
4—40 |
|
2 0 , б - ^ - Х |
|
|
200 |
|
пь = |
||
|
о т |
о |
|
|
|
а м |
|
|
X |
|
-Рс)° |
||
Турбинная: |
|
1— |
1—20 000 |
5—25 |
|
D |
а — открытая |
о - |
500 |
|
п 0 |
= 1 4 , 7 - 2 - Х |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
X |
(Рт — Р с ) с т |
|
Рс |
||
|
б— закрытая
4.Число оборотов при эмульгировании определяют по урав-
нию
|
Пп = С— ггг— |
|
(6-3) |
где С, Пі, пг — постоянные коэффициенты, |
зависящие |
от типа ме-- |
|
шалки |
(табл. 6-2)-; |
Таблица 6-2 |
|
|
|
||
|
Константы уравнения (6-3) |
|
|
|
Коэффициенты |
|
|
Тип мешалки |
|
Пі |
|
|
С |
|
|
Лопастная |
3,02 |
1,30 |
2,17 |
Пропеллерная |
6,05 |
0,67 |
1,54 |
Турбинная |
4,72 |
0,67 |
1,54 |