Kalishuk_D_G_PiAKhT_2011

Таблица 5.130

та имеет поперечное сечение в форме квадрата со стороной a.

А–А

Рис. 5.56. Схема аппарата кипящего слоя: 1 – корпус; 2 – газораспределительная решетка; 3 – псевдоожиженный (кипящий) слой частиц

Определить:

1)число псевдоожижения для частиц среднего диаметра;

2)высоту псевдоожиженного слоя в аппарате;

3)массовый расход воздуха через аппарат;

4)гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя.

211

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.131, по предпоследней цифре – из табл. 5.132.

Таблица 5.131

Задача 65

Наименьшие частицы зернистого слоя переходят в аппарате из неподвижно- го состояния в псевдоожиженное при скорости w11 , наибольшие – при скорости в N раз большей. Аппарат работает при

фиктивной скорости воздуха в слое в KV раз превышающей скорость перехода частиц среднего размера (определенного по фракционному составу) из псевдо- ожиженного состояния в неподвижное. Среднефракционный размер частиц рас-

считы-вается как (d1 + d2 )ϕ, где d1 и d2 – эквивалентные диаметры наименьших

инаибольших частиц соответственно, м;

ϕ– коэффициент. Давление в аппарате на P ниже нормального барометрическо- го, средняя температура воздуха в нем T .

Плотность материала частиц ρт. Зерни- стый слой в неподвижном состоянии име-

ет высоту h0 . Аппарат имеет цилиндриче- скую рабочую и конусно-цилиндрическую сепарационную (для снижения уноса пы-

Определить:

1)действительную скорость воздуха в рабочей зоне аппарата (в расчете на по- розность частиц среднего размера);

2)высоту рабочей зоны аппарата (округлить до величины, кратной 0,05 м);

3)гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя

4)будет ли обеспечено в аппарате псевдоожиженное состояние наиболь- ших частиц.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.133, по предпоследней цифре – из табл. 5.134.

Таблица 5.133

давлений в нем постоянен и равен Pп. Продолжительность стадии фильтрова- ния в промышленном фильтре τп. В опытном и промышленном фильтрах подвергаются разделению одинаковые суспензии при одной и той же темпера- туре. Фильтровальные перегородки в опытном и промышленном фильтрах оди- наковы и не забиваются в ходе процесса. Получаемый осадок несжимаемый и однородный.

Определить:

1)константы фильтрования для опытного фильтра (графическим путем);

2)объем фильтрата, получаемого в промышленном фильтре за один цикл его действия.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.135, по предпоследней цифре – из табл. 5.136.

213

Таблица 5.135

и в промышленном, фильтровальная перегородка и суспензия. Температура сус- пензии при проведении опытов составляла tо.

Определить:

1)объем суспензии, перерабатываемой в промышленном фильтре за один тех- нологический цикл;

2)полное время (продолжительность) технологического цикла при условии, что время стадии фильтрования в нем составляет примерно α.

Продолжительность технологического цикла округлить с запасом до величи- ны, кратной 5 мин.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.137, по предпоследней цифре – из табл. 5.138.

Таблица 5.137

Задача 68

В результате испытаний опытного фильтра получены значения сопротивле- ния фильтровальной перегородки Rфп и удельного сопротивления осадка rо. Про- мышленный горизонтальный дисковый фильтр (рис. 5.59) работает при перепаде давлений P и используется для разделения водной суспензии с относительной объемной долей твердой фазы C . Материал твердой фазы и ее дисперсный состав одинаковы в суспензиях в опытном и промышленном фильтрах. Температура сус- пензии в промышленном фильтре t. В промышленном фильтре на валу установ- лено N фильтровальных элементов (дисков) диаметром D. Диаметр пустотелого вала, на котором закреплены диски, d. В опытном и промышленном фильтре

215

применяют одинаковые фильтровальные перегородки. Подача суспензии в про- мышленный фильтр прекращается при достижении толщины слоя осадка на по- верхностях фильтрования δ. Объемная доля пор в осадке составляет ε. Суммарное время промывки и проведения вспомогательных операций составляет примерно ϕ от полного времени производственного цикла фильтра. Получаемый при фильтро- вании осадок однородный и несжимаемый. Принять, что в ходе фильтрования пе- регородка сопротивление не изменяет.

Рис. 5.59. Схема дискового фильтра, работающего под избыточным давлением:

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – пустотелый вал; 4 – диски; 5 – фильтровальная ткань; 6 – коллектор подачи суспензии

Определить:

1)объем фильтрата, который отводится из промышленного фильтра за один производственный цикл;

2)продолжительность производственного цикла (округлить с запасом до вели- чины, кратной 10 мин).

Продолжительностьтехнологическогоциклаокруглитьсзапасомсточностью5 мин. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.139,

по предпоследней цифре – из табл. 5.140.

Таблица 5.139

216

Таблица 5.140

Задача 69

Камерный рамно-плиточный фильтр-пресс (рис. 5.60) имеет N прямоугольных рам со следующими внутренними размерами: ширина B ; высота H; толщина δ.

Рис. 5.60. Схема рамно-плиточного фильтра-пресса:

1 – плиты; 2 – рамы; 3 – фильтровальные перегородки (ткань); 4 – каналы подвода суспензии; 5 – каналы отвода фильтрата

В фильтр на разделение поступает водная суспензия с содержанием твердой фазы c0 . В результате фильтрования получают осадок с объемной долей пор в нем ε и фильтрат, содержание твердой фазы в котором ничтожно мало. Стадия фильтрования проводится при перепаде давлений в фильтре P и температу- ре t. При этом за время τ происходит полное заполнение рам осадком. Промывка осадка осуществляется при перепаде давлений в фильтре Pп , промывная вода имеет температуру tп. Время стадии промывки составляет α от τ. Плотность ма- териала твердой фазы суспензии ρ. Сопротивление фильтровальной перегородки пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением слоя осадка. Осадок несжи- маемый и однородный.

Определить:

1) объем фильтрата, получаемый за один технологический цикл;

217

2)массу осадка (в пересчете на абсолютно сухой), выгружаемого в конце цикла из фильтра;

3)количество воды (объем), используемой на промывку 1000 кг сухого осадка. Продолжительностьтехнологическогоциклаокруглитьсзапасомсточностью5 мин. Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.141,

по предпоследней цифре – из табл. 5.142.

Таблица 5.141

Задача 70

В промышленный фильтр периодического действия плунжерным насосом по- дается водная суспензия (рис. 5.61), температура которой t. В фильтре в расчете на 1 м3 фильтрата получается xо осадка. Удельное объемное содержание твердой фа- зы в осадке ε. Плотность материала твердой фазы, входящей в состав суспензии, ρ. Поверхность фильтрования промышленного фильтра F. Подача суспензии в фильтр прекращается при достижении в нем перепада давлений P .

Предварительно с целью определения сопротивлений фильтровальной перего- родки и удельного сопротивления осадка были проведены лабораторные испытания опытного фильтра. В опытном фильтре были использованы фильтровальная пере- городка и осадок, идентичные перегородке и осадку в промышленном фильтре. При фильтровании воды через чистую фильтровальную перегородку расход ее со- ставлял Q1 , при фильтровании воды через намытый заранее слой осадка толщиной 10 мм расход ее составлял Q2 . Испытания проводились при перепаде давлений в опытном фильтре Pо. Температура модельного фильтрата (воды) составляла tо. Площадь фильтрования опытного фильтра равна Fо. Скорость фильтрования в про- мышленном фильтре численно равна скорости фильтрования в опытном фильтре, которая достигалась в нем при использовании чистой фильтровальной перегородки.

218

Рис. 5.61. Схема подачи суспензии в фильтр плунжерным насосом: 1 – фильтр; 2 – плунжерный насос

Определить:

1)объемную производительность насоса, подающего суспензию в промышлен- ный фильтр;

2)массу осадка (в пересчете на сухой), который накапливается в фильтре за один цикл;

3)продолжительность стадии фильтрования.

При расчетах принять: осадок однородный и несжимаемый; фильтровальная перегородка в течение стадии фильтрования собственное сопротивление не меняет.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 5.143, по предпоследней цифре – из табл. 5.144.

Таблица 5.143

Задача 71

Для очистки газа от пыли используется группа из N параллельно соединен- ных циклонов НИИОГАЗ типа ЦН (рис. 5.62).

пыль

5

Рис. 5.62. Схема группы циклонов (на примере четырех циклонов): 1–4 – циклоны; 5 – бункер-пылесборник

Диаметр корпуса каждого из циклонов D. Потери напора газа в группе циклонов H . Угол наклона входных патрубков циклонов α. Корпусы цикло- нов по длине нормальные Н или укороченные У. Поступающий на очистку газ имеет температур t. Запыленность газа на входе в циклоны составляет C (в расчете на 1 м3 газа при нормальных условиях). Плотность газа при нор- мальных условиях ρ0 . Очистка ведется при давлении в циклонах, близком к атмосферному. Коэффициент очистки газа в циклонах η. Гидравлическое сопротивление группы циклонов на 40% больше сопротивления одиночно- го циклона (из-за дополнительного сопротивления соединительных трубо- проводов).

220