книги / Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.-1

Потери напора иа нагнетательной линии:

Ян = ApH/(Pfi) = 20777/(998*9,81) = 2,12 м.

Общие потери напора:

Яп = Явс + ЯН = 0,60 -f 2,12 = 2,72 м.

3.Выбор насоса.

По формуле (2.1) рассчитаем полный иапор, развиваемый насосом:

По табл. 2.5 устанавливаем, что по заданным производительности и напору следует выбрать центробежный насос марки Х45/54, для которого при оптималь­ ных условиях работы производительность Q = 1,25-10-2 м3/с, напор Я = 42 м, к. п. д. насоса пн =• 0,6. Насос снабжен двигателем А02-62-2 номинальной мощностью 17 кВт (т)д = 0,88, частота вращения вала п = 48,3 об/с).

4.Предельная высота всасывания.

Для центробежных насосов запас напора, необходимый для исключения кавитации, рагечитывают по формуле:

Якав = 0,3(Q/r)2/3 =0,3(0,0125-48,З2)2' 3 =2,84 м.

По формуле (все слагаемые выражены в метрах перекачиваемой жидкости)

Яцр, вс < А — hf —- Я вс — Якав. гДе А — атмосферное давление, ht — дав­ ление насыщенного пара при соответствующей температуре,

Таким образом, расположение насоса на высоте 5 м над уровнем водоема вполне допустимо.

П р и м е ч а н и я . I. Насосы предназначены для перекачивания химически ак­ тивных и нейтральных жидкостей без включений (нли о твердыми включениями с раз­ мером частиц до 0,2 мм при концентрации нх до 0,2 %)

2 Каждый иасос может быть изготовлен с тремя различными диаметрами колеса, что соответствует трем различным напорам (в области оптимального значения

Г л а в а 3

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ» ГИДРОДИНАМИКА ВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ

ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Осаждение

Осаждение под действием силы тяжести (пылевые камеры, отстойники).

1.Для описания в критериальной форме процесса осаждения шарообразной частицы в неподвижной неограниченной среде могут быть применены критерии подобия! Архимеда Аг, Лященко Ly и Рейнольдса Не.

Наиболее удобной формой критериальной зависимости яв­ ляется Ly =* / (Аг).

2.При так называемом ламинарном режиме осаждения, когда

критерии имеют значения Аг < 3,6; Ly < 2* 10-8; Re < 0,2, Стоксом теоретически получена следующая формула для скорости осаждения шос (в м/с) шарообразной частицы *»

Для осаждения частицы в газовой среде формула (3.1) упро­ щается:

так как в этом случае величиной рс можно пренебречь.

В формулах (3.1) и (3.2): d — диаметр шарообразной частицы м; р — плот­ ность частицы, кг/м8; рс — плотность среды, кг/м8; р.с — динамический коэффи­ циент вязкости среды, Па-с, т. е. Н-с/м?, или кг/(м-с).

3. Определение скорости осаждения шарообразной одиноч­ ной частицы в неподвижной неограниченной'среде по обобщенному методу, пригодному при любом режиме осаждения, осуществляют следующим образом.

где Ga = ReVFr — критерий Галилея.

Для осаждения в газовой среде:

Аг = rf3ppcg/Pe-

* Практически возможно применение формулы Стокса и при боле^ высоких значениях критериев Архимеда и Лященко,

По найденному значению критерия Аг определяют критерий Re или критерий Ly (рис. 3.1):

4. Диаметр осаждающейся шарообразной частицы при изве­ стной скорости осаждения находят обратным путем, т. е. вы­ числяют сначала критерий Лященко

Рс(р — 9 c ) g

и по найденному значению Ly определяют критерий Аг (рис. 3.1); из последнего по формуле (3,3) вычисляют диаметр шарообразной частицы.

5. Эквивалентный диаметр частицы твердого тела неправиль­ ной формы при известной скорости осаждения определяют таким же путем. Сначала определяют критерий Ly по 4юрмуле (3.4), затем находят значение критерия Аг из рис. 3.1 для частицы соответствующей формы и вычисляют ее эквивалентный диаметр:

6. Площадь осаждения FO0 (в м2) пылеосадительной камеры или отстойника для суспензий (взвесей) определяется по формуле:

дения частиц, м/с.

4 6810

Рис. 3.1 оависимость критериев Re и Ly от критерия Аг для осаждени" одиночной ча« стицы в неподвижной среде:

J и б — шарообразные частицы, 2 — округленные, 3 — угловатые, 4 — продолговатые; 6 — пластинчатые.

Следовательно, если значение константы фильтрования С (в м3/м2) известно, то удельное сопротивление ткани может быть вычислено по формуле:

г_ СгхР (3.21;

1— т х

17.Концентрация промывной воды в любой момент времени от начала основного (диффузионного) периода промывки * может

быть вычислена по уравнению!

К и п

(3.22)

С « С ,е 6

Здесь Cf — концентрация промывной воды в начале процесса; е — основа­ ние натуральных логарифмов (е = 2,718); К — коэффициент, учитывающий физико-химические свойства осадка и промывной воды, а также режим промывки (находится экспериментальным путем); w — удельная интенсивность промывки или скорость прохождения промывной воды, м3/(м2«с); т — продолжительность промывки, с; Ô — толщина слоя осадка, м.

Уравнение (3.22) после логарифмирования принимает вид:

где тг и т2 — время начала и конца наблюдений в любой период процесса диф­ фузионной промывки; Cj и С2 — соответствующие концентрации промывной воды.

Из уравнений (3.22) и (3.23) может быть найдена продолжи­ тельность промывки т, т. е. время, необходимое для заданного изменения концентрации вымываемого вещества в осадке, а также величина коэффициента К,

18. Количество сухого вещества G (в кг) в осадке, получаемом на фильтре, зависит от количества собранного фильтрата V, плотности фильтрата р, массовой доли твердой фазы в суспензии х, влажности осадка (выражаемой массовым отношением ш) и может быть вычислено по формуле:

19. Концентрация твердой фазы в суспензии х в зависимости от плотности суспензии рс выражается формулой:

* Во время основного периода промывки идет процесс диффузии раствори­ мого вещества в промывную воду и удаления его с водой. Во время же начального периода промывки происходит лишь вытеснение фильтрата промывной водой из пор осадка.