Раздел 4. Гидромеханические процессы и аппараты разделения гетерогенных систем 42

I. Вопросы с выводом 42

1. Используя формулу Дарси, получите уравнение для расчёта гидравлического сопротивления неподвижного зернистого слоя, в котором [в уравнении] фигурируют размер частицы и фиктивная скорость потока. При ответе воспользуйтесь зависимостью:. 42

36. Получите основное уравнение кинетики фильтрования. Покажите связь между сопротивлением фильтровальной перегородки и размером пор в ней, а также связь между сопротивлением осадка и размером частиц. При ответе воспользуйтесь соотношением: . 44

37. Выведите критериальную формулу для расчёта скорости начала псевдоожижения слоя зернистого материала. Какой вид приобретает эта формула для сферических частиц при средней порозности слоя 0,4? При ответе воспользуйтесь соотношениями: , а также . 46

38. Выведите интерполяционную критериальную формулу для расчёта скорости начала пневмо- или гидротранспорта твёрдых сферических частиц. При выводе воспользуйтесь следующими выражениями коэффициента сопротивления сферы при обтекании частицы потоком: при ламинарном режиме ; в автомодельной области турбулентного режима . 48

39. Выведите интерполяционное критериальное соотношение для расчёта скорости осаждения частиц в поле гравитационных сил, а также уравнение для расчёта площади поверхности осаждения. При выводе воспользуйтесь следующими выражениями коэффициента сопротивления сферы при обтекании частицы потоком: при ламинарном режиме ; в автомодельной области турбулентного режима . 49

40. Выведите интерполяционное критериальное соотношение для расчёта скорости осаждения частиц в поле центробежных сил. При выводе воспользуйтесь следующими выражениями коэффициента сопротивления сферы при обтекании частицы потоком: при ламинарном режиме ; в автомодельной области турбулентного режима . 50

II. Вопросы без вывода 52

1. Перечислите (с соответствующими пояснениями) характеристики слоя зернистого материала. Какова связь между эквивалентным диаметром канала в слое и размером частиц? 52

41. Изобразите зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса при движении жидкости в каналах между частицами неподвижного зернистого слоя. Сопоставьте эту зависимость с подобной при движении жидкости в прямых трубах. 53

42. Охарактеризуйте состояние слоя зернистого материала в зависимости от скорости восходящего потока газа или жидкости. Изобразите зависимости гидравлического сопротивления, высоты и порозности слоя от скорости потока. 55

43. Что называют «числом псевдоожижения»? Изложите последовательность расчёта диаметра аппарата для проведения процесса с псевдоожиженным слоем зернистого материала. Приведите формулу для расчёта гидравлического сопротивления этого аппарата. 56

44. В каких случаях псевдоожижение слоя зернистого материала бывает однородным, а в каких – неоднородным? Охарактеризуйте структуры слоя при неоднородном псевдоожижении. 58

45. Охарактеризуйте основные режимы обтекания тел сферической формы потоком жидкости. Изобразите зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса при обтекании. 59

46. Что такое «стеснённое осаждение»? Какие факторы и как влияют на скорость стеснённого осаждения частиц? В чём отличие «коэффициента формы» от «фактора формы» частицы? 61

47. Какими технологическими параметрами определяется необходимая и достаточная площадь поверхности осаждения частиц из гетерогенных смесей? 62

48. Что называют «фактором разделения» при центрифугировании? Каков физический смысл фактора разделения? 64

III. Конструкции аппаратов 65

1. Изобразите схему устройства и опишите действие друк-фильтра. Укажите область применения этого аппарата. 65

49. Изобразите схему устройства и опишите действие рамного фильтрпресса. Сопоставьте его с другими фильтрами для разделения суспензий. 66

50. Изобразите схему устройства и опишите действие ленточного вакуум-фильтра. Сопоставьте его с другими фильтрами для разделения суспензий. 67

51. Изобразите схему устройства и опишите действие барабанного вакуум-фильтра. Сопоставьте его с другими фильтрами для суспензий. 68

52. Изобразите схему устройства и опишите действие дискового вакуум-фильтра. Сопоставьте его с другими непрерывно-действующими фильтрами для суспензий. 69

53. Изобразите схему устройства и опишите действие фильтрующей центрифуги с ножевой выгрузкой осадка. Сопоставьте эту машину с другими аппаратами для разделения суспензий. 71

54. Изобразите схему устройства и опишите действие фильтрующей центрифуги с выгрузкой осадка пульсирующим поршнем. Сопоставьте эту машину с другими аппаратами для разделения суспензий. 73

55. Изобразите схему устройства и опишите действие рукавного фильтра. Сопоставьте его с другими пылеочистительными аппаратами. 74

56. Изобразите схему устройства и опишите действие гребкового отстойника. Сопоставьте его с другими аппаратами для разделения гетерогенных систем. 75

57. Изобразите схему устройства и опишите действие циклона. Сопоставьте его с другими аппаратами для разделения гетерогенных систем. 76

58. Изобразите схему устройства и опишите действие батарейного циклона. Сопоставьте его с другими аппаратами для разделения гетерогенных систем. 77

59. Изобразите схему устройства и опишите действие гидроциклона. Сопоставьте его с другими аппаратами для разделения гетерогенных систем. 78

60. Изобразите схему устройства и опишите действие осадительной центрифуги со шнековой выгрузкой осадка. Сопоставьте эту машину с другими аппаратами для разделения суспензий. 79

61. Изобразите схему устройства и опишите действие электрофильтра. Каковы преимущественные области применения этого аппарата? 80

62. Изобразите схему устройства и опишите действие барботажного пылеуловителя. Сопоставьте его с другими пылеочистительными аппаратами. 82

63. Изобразите схему устройства и опишите действие скруббера Вентури для мокрой очистки газов от пыли. Сопоставьте его с другими пылеочистительными аппаратами. 83