Варианты контрольных задач
Задача № 1. В реакторе необходимо обеспечить равномерное распределение твердых частиц катализатора:
диаметр реактора D, м;
высота заполнения реактора реакционной массой Н, м;
коэффициент динамической вязкости реакционной массы µ, Па·с;
плотность среды ρ, кг/м3;
диаметр частицы катализатора d2, м;
плотность катализатора ρ2, кг/м3;
соотношение т:ж 1:4.
Определить мощность, затрачиваемую непосредственно на перемешивание.
Таблица 1
Варианты
Параметры |
Размерность |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
D |
м |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
Н |
м |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
µ·103 |
Па·с |
15 |
15 |
20 |
25 |
30 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
ρс |
кг/м3 |
12 |
12 |
13 |
13 |
14 |
14 |
12 |
12 |
13 |
13 |
d2·103 |
м |
1.3 |
1.3 |
1.4 |
1.4 |
1.5 |
1.5 |
1.3 |
1.3 |
1.4 |
1.4 |
ρ2 |
кг/м3 |
24 |
24 |
25 |
25 |
26 |
26 |
24 |
24 |
25 |
25 |
Таблица 2
Тип мешалок |
С |
к |
l |
m |
n |
Пропеллерная |
0.105 |
0.6 |
0.8 |
0.4 |
19 |
Турбинная |
0.25 |
0.57 |
0.37 |
0.33 |
11 |
Методические указания
Определение диаметра нормализованной мешалки: dм =(0.25 ÷ 0.3)D .
Нахождение критерия Reu; Reu=C·Gak·Spl·Гmd2·ГnD,
где Ga-критерий Галилея; Гd2· ГD – геометрические симплексы.
Определение мощности затрачиваемой на перемешивание: N= KN·n3·ρc·d5m.
Задача № 2. Определить размеры пылеосадительной камеры, схема которой представлена на рис.1., для очистки запыленного газа от твердых частиц по данным, приведенным в таблице 3.
Рис.1.
Принципиальная
схема полочной пылеосадительной камеры:
Н-высота камеры, м; L-длина
камеры, м; В-ширина камеры, м; h-расстояния
м/у полками, равное 0.1м
Таблица 3
Варианты заданий
№ п/п |
Запыленный газ |
Vo, (м3/ч) |
t, (°С) |
Р, (атм) |
Характеристика твердых частиц |
|
Природа тв.частиц |
dТ, мкм |
|||||
1 |
Воздух |
1500 |
120 |
1.2 |
Кварц |
5 |
2 |
Азот(N2) |
3600 |
180 |
1.3 |
Кварц |
8 |
3 |
Диоксид углерода(СО2) |
4200 |
400 |
1.4 |
Уголь |
10 |
4 |
Аммиак(NH2) |
2500 |
50 |
1.1 |
Кварц |
12 |
5 |
Оксид углерода (СО) |
5200 |
450 |
1.2 |
Зола |
15 |
6 |
Метан(СН4) |
3200 |
20 |
1.4 |
Кварц |
5 |
7 |
Этан(С2 Н6) |
2800 |
20 |
1.1 |
Кокс |
8 |
8 |
Пропан(С3Н8) |
2500 |
20 |
1.3 |
Кварц |
10 |
9 |
Оксид азота (NO) |
4000 |
450 |
1.2 |
Уголь |
12 |
10 |
Кислород (О2) |
5000 |
120 |
1.1 |
Кварц |
15 |
Примечание: одним из геометрических размеров H, L или В – необходимо задаться ( высота камеры Н = 4 м).
Задача № 3. Определить эквивалентный диаметр отстойника для непрерывного осаждения суспензии в воде. Производительность отстойника G т/ч начальной суспензии, содержащей Хн (% масс) взвешенного вещества. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению d, мкм. Температура суспензии Тн °С, плотность частиц суспензии ρ, кг/м3, влажность шлама φ, %.
Таблица 4
Варианты
Параметры
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Производительность отстойника G, т/ч |
50 |
70 |
80 |
120 |
140 |
160 |
150 |
130 |
110 |
90 |
Концентрация суспензии Хн, % масс |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
8 |
6 |
4 |
Диаметр частичек суспензии d, мкм |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
45 |
40 |
35 |
30 |
Температура суспензии Т, °С |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
Влажность шлама φ, % |
65 |
70 |
75 |
60 |
64 |
68 |
72 |
76 |
68 |
65 |
Плотность частичек суспензии ρ, кг/м3 |
2500 |
2800 |
3000 |
3200 |
3400 |
2900 |
3000 |
2600 |
2200 |
2500 |
Задача № 4. Рассчитать объемную производительность по фильтрату нутч-фильтра, в который загружается суспензия в количестве Gе (кг), содержание в ней твердой фазы Х (%). Получаемый осадок имеет влажность W(%), плотность фильтра ρ(кг/м3).
Определить фильтрующую поверхность нутч-фильтра, если удельное сопротивление осадка r (Н·с/м3), удельное сопротивление фильтровальной перегородки Rпер (Н·с/м3), плотность осадка ρос (кг/м3).
Расход воды на промывку осадка L (м3/м2), влажного осадка, вязкость фильтрата µф (спз). Вязкость фильтрата получаемого при промывке µпр (спз). Перепад давления по обе стороны фильтровальной перегородки при фильтровании и промывке ΔР (ат). Продолжительность вспомогательных операций на фильтре τвсп(мин).
Таблица 5
Варианты
Параметры |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Количество суспензии Gе, кг |
2500 |
2400 |
2800 |
3000 |
2000 |
2700 |
2200 |
3200 |
3500 |
2900 |
Концентрация Суспензии Х,% масс |
10 |
7 |
8 |
9 |
12 |
14 |
6 |
10 |
8 |
6 |
Влажность осадка W, % |
60 |
55 |
65 |
64 |
70 |
63 |
68 |
60 |
55 |
70 |
Плотность фильтрата ρф, кг/м3 |
1040 |
1030 |
1035 |
1045 |
1050 |
1060 |
1025 |
1040 |
1035 |
1025 |
Удельное сопротивление осадка r, Н·с/м3·109 |
13.2 |
12.2 |
12.7 |
14.0 |
15.0 |
16.0 |
11.0 |
13.0 |
14.2 |
11.0 |
Удельное сопротивление фил.перегородки Rпер, Н·с/м3·106
|
56.9 |
50.2 |
53.4 |
64.0 |
45.0 |
68.0 |
53.2 |
60.0 |
68.0 |
57.0 |
Плотность осадка ρос, кг/м3 |
1100 |
1080 |
1090 |
1095 |
1150 |
1180 |
1060 |
1100 |
1080 |
1050 |
Расход воды L, м3/м2 |
1.75 |
1.7 |
1.8 |
2.0 |
1.5 |
1.85 |
1.4 |
2.2 |
2.4 |
2.1 |
Вязкость фильтрата µф, спз |
1.1 |
1.12 |
1.14 |
1.16 |
1.18 |
1.2 |
1.13 |
1.15 |
1.12 |
1.1 |
Вязкость фильтрата при промывке µпр, спз |
1.0 |
0.95 |
0.98 |
1.02 |
1.04 |
0.99 |
1.03 |
1.1 |
1.02 |
0.97 |
Перепад давления при фильтровании ΔР, ат |
2.0 |
2.1 |
1.8 |
1.9 |
2.3 |
2.2 |
1.6 |
2.4 |
1.7 |
2.0 |
Продолжительность вспом. операций τвсп, мин. |
20 |
22 |
18 |
19 |
23 |
17 |
20 |
21 |
16 |
15 |
Задача № 5. Рассчитать циклон для выделения частиц пыли из воздуха, выходящего из распылительной сушилки по следующим данным: наименьший размер частиц
d (мкм); расход воздуха G (кг/ч); температура Т (°С).
Таблица 6
Варианты
Параметры
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Размер частицы d, мкм |
10 |
15 |
20 |
8 |
12 |
25 |
30 |
18 |
22 |
35 |
Расход воздуха G, кг/ч |
2000 |
1800 |
2500 |
4000 |
3500 |
1500 |
2300 |
3000 |
1600 |
2700 |
Температура Т, °С |
70 |
85 |
60 |
90 |
75 |
65 |
50 |
80 |
95 |
100 |