УМП ГИдромеханические процессы

ЗАДАЧА № 2

Подобрать и рассчитать циклон для выделения частиц сухого вещества из дымового газа, выходящего из барабанной сушилки, при следующих данных:

- расход дымового газа при нормальных условиях (

Наибольшее распространение в химической технологии получили циклоны НИИОГАЗ типа ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24. Цифры 11, 15, 24 соответствуют углу развертки винтового подвода газа в верхней части аппарата. Высота и площадь входных отверстий в циклонах ЦН-15 и ЦН-24 больше, чем в ЦН-11 в 1.4 и 2.3 раза, а скорость входа соответственно меньше (при одинаковом расходе газа). Поэтому при равных диаметрах корпуса и одинаковых гидравлических потерях давления пропускная способность у циклонов ЦН-15 и ЦН-24 больше, чем у ЦН-11. Соответственно эффективность этих циклонов, в особенности ЦН-24, ниже, чем ЦН-11.

Циклоны типа ЦН-24 обеспечивают повышенную производительность при наименьшем гидравлическом сопротивлении, предназначены для улавливания крупной пыли.

ЦН-15 обеспечивают хорошую степень улавливания при сравнительно небольшом гидравлическом сопротивлении.

ЦН-11 обеспечивают повышенную эффективность и рекомендуются в качестве унифицированного пылеуловителя.

Оптимальное соотношение перепада давления ∆Р (Па) к плотности газа ρ (кг⁄м3) для циклонов типа ЦН находится в пределах 550…750, то есть ∆Р⁄ρ = 550…750 [12]. Основные размеры циклона определяются в зависимости от его диаметра D и для серии ЦН приведены в табл. 5 Приложения Б.

1Выбирается тип циклона.

2Расход дымового газа при температуре

3 Плотность дымового газа при температуре

9

4 Принимается соотношение ∆Р/ρ и значение коэффициента гидравлического сопротивления для выбранного циклона (табл. 5 Приложения Б).

5 Условная скорость газа в цилиндрической части циклона

Рассчитанное значение диаметра циклона сравнивается со стандартным и принимается ближайшее.

Стандартные значения диаметров циклона: 200, 300, 400, 500, 600,

10

ЗАДАЧА № 3

Рассчитать производительность, потребляемую мощность и количество центрифуг типа ОГН (осадительная горизонтальная с ножевым съемом осадка) при следующих данных:

- расход суспензии

-массовое соотношение в суспензии твердой и жидкой фаз

-плотность

жидкой фазы суспензии твердой фазы суспензии

- продолжительность центрифугирования (разделения) выгрузки (среза) осадка

- конечная влажность осадка - объем фугата, полученного за один цикл

Техническая характеристика центрифуги типа ОГН:

внутренний радиус барабана длина барабана рабочий объем барабана

масса вращающейся части без загрузки радиус бортового отверстия диаметр цапф вала центрифуги число оборотов барабана

1 Изобразить центрифугу типа ОГН, описать работу и записать техническую характеристику рассчитываемой центрифуги (табл. 6 Приложения Б).

2 Продолжительность питания центрифуги для достижения максимальной производительности

(3.1)

3 Продолжительность полного цикла центрифугирования

(3.2)

4 Производительность центрифуги по суспензии

12

5 Из уравнения материального баланса по твердой фазе

(3.4)

количество влажного осадка, полученного за один цикл

(3.5)

– массовая доля твердой фазы в суспензии;

– конечная влажность осадка, масс. доли. 6 Объем осадка, полученного за один цикл

Здесь – плотность влажного осадка,

(3.7)

7 Коэффициент заполнения барабана центрифуги осадком

(3.8)

где – рабочий объем барабана центрифуги, (из технической характеристики центрифуги).

8 Расход мощности (Вт) автоматической центрифуги при загрузке барабана включает:

- мощность N1, расходуемую на преодоление инерции барабана и суспензии, поступающей на разделение (при загрузке барабана)

(3.9)

где – работа, затрачиваемая на преодоление инерции барабана и загрузки соответственно, (в Дж)

(3.10)

13

Здесь – окружная скорость вращения на внутреннем радиусе барабана

(расчет массовой доли твердой фазы x см. в пункте 5 задачи);

- мощность , расходуемую на трение вала в подшипниках

С учетом коэффициента полезного действия (КПД) передаточного устройства расходуемая мощность

Данные для решения задачи приведены в таблице 3 (с.14).

14

ЗАДАЧА № 4

Определить основные параметры процесса фильтрования и подобрать стандартный барабанный вакуумный фильтр с наружной поверхностью

- удельное сопротивление фильтровальной перегородки

Плотность фильтрата (вода) при температуре процесса принять по табл. 2 Приложения Б.

4 Плотность осадка

16

Плотность твердой фазы принять по табл. 1 Приложения В. 5 Объем влажного осадка, приходящийся на 1 м3 фильтрата

6 Объем фильтрата, прошедший через 1м2 фильтровальной перегородки (удельная производительность фильтра)

7 Продолжительность фильтрования

(4.8)

8 Продолжительность промывки осадка

(4.9)

9 Продолжительность полного цикла фильтрования

(4.10)

где – число ячеек фильтра, из которых на зону фильтрования приходится

По табл. 7 Приложения В принимается стандартный барабанный вакуум-фильтр и определяется число фильтров, обеспечивающее полученную расчетным путем поверхность фильтрования.

11 Для выбранного фильтра определяется частота вращения барабана

Данные для решения задачи приведены в таблице 4 (с.17).

17

Таблица 4 – Исходные данные для расчета фильтра (задача №4)