Глава 6.Перемещение жидкостей. Сжатие и перемещение газов.
Задачи
1.Насос перекачивает воду из емкости 1 , давление в которой в аппарат 2 давление которой . Манометр, установленный на линии всасывание насоса показывает давление а на линии нагнетании . Высота всасывания =6м. Высота нагнетания Потери давления на линии всасывании , а линии нагнетания Определить полный напор насоса .
Ответ
Глава 7.Разделение неоднородных смесей.
Задачи.
1. Определить суммарную поверхность в пылеосадительной камере полочного типа для грубой очистки воздуха в количестве = 3600 загрязненного твердыми частицами, плотность которых =2000 кг/ . Минимальный размер улавливаемых частиц равен d=50 мкм. Температура процесса t=300 ºС. Максимально допустимую скорость прохождения газа в аппарате вычислить по формуле . Плотность газовой смеси ρг , вязкость смеси-.
Решение: Определим плотность газа при рабочей температуре:
ρ=ρг·= 0,8·=0,6 кг/м3
Максимально допустимая скорость газа:
= = 0,47 м/с.
Скорость отстаивания:
от = = = 0,972м/с.
Определим критерий Рейнольдса:
= 0,1 <0,2.
Поверхность отстаивания:
Fот = = = 10,3 м2.
2. В циклоне ЦН-15 (24) в оптимальных условиях очистки запыленного газа гидравлическое сопротивление составляет 500 Па. Коэффициент сопротивления =165 (75). Определить скорость газа , отнесенную к площади свободного сечения цилиндрической части циклона.
Решение:
Из уравнения Дарси-Вейсбаха выразим скорость газового потока:
= = = 10,1 м/с.
3. Обеспечит ли данный циклон (условия задачи 2), диаметр цилиндрической части которого D=1м, разделение газовой смеси, загрязненной твердыми частицами, расход которой =9000 .
Решение:
4. Определить скорость осаждения твердых частиц, диаметр которых d=8 мкм, если режим осаждения - ламинарный , а диаметр циклона D=1 м. Окружная скорость газа в цилиндрической части циклона равна υ =12 м/с.
Решение:
Скорость осаждения твердых частиц в циклоне:
ос = ;
Фактор разделения: Фr = = = 29,3.
ос = =
5. Фактор разделения отстойной центрифуги АОГ =800 (1200) равен 810 (1300 ). Диаметр ротора равен 800 мм (1200 мм). Плотность суспензии ρ=1100 кг/м3, а масса суспензии равна 283 кг. Определить число оборотов вращения ротора.
Решение:
Сила тяжести:
Р= m·g=283·9,8=2773 H.
Центробежная сила, развиваемая в центрифуге:
С= Фr ·Р= 810·2773=2 246 130 Н.
С= , отсюда окружная скорость вращения:
= = = 56м/с.
Число оборотов вращения ротора:
n = υ/() = = 22,3 об/с = 1338 об/мин.
6. В циклоне ЦН-15 входной патрубок имеет высоту 0,66D, ширину 0,2 D, где D - диаметр циклона. Производительность циклона 7200 . Скорость запыленного газа во входном патрубке равна w=20 м/с. Определить фактор разделения, если окружная скорость газа в циклоне равна 12 м/с.
Решение:
Сечение входного патрубка:
f = = = 0,1 м2.
Сечение аппарата ЦН-15:
f =0,66·D·0,2·D= 0,132·D2.
D==0,87м; R=D/2=0,87/2=0,435м.
Тогда, фактор разделения:
Фr = = = 34.
7. В барабанном вакуум-фильтре константы фильтрования, отнесенные к одному метру квадратному площади фильтра равны К =10 дм6 /(м4·с) и С = 5 дм3 / м2. Время фильтрования для достижения заданной влажности осадка равна 30 с. Определить удельную производительность фильтра, работающего при постоянном перепаде давления.
Решение:
Уравнение фильтрования при постоянном перепаде давления имеет вид:
V2 + 2V·C=Kτ.
C= 5·10-3 м3/м2; K= 10·10-6 м6 /(м4·с);
Тогда уравнение примет вид:
V2 + 2·V·5·10-3 =10·10-6 ·30; V2 + 10·10-3 ·V - 300·10-6 = 0
V= - = (-518)·10-3 м3/м2.
Так как удельная производительность не может быть отрицательной величиной:
V= (-5+18)·10-3 = 13·10-3 м3/м2.