Методические указания 6 страница

Указания к решению

Данные по фазовому равновесию системы вода – уксусная кислота – диэтиловый эфир взять из литературы [2].

Соотношение потоков исходной смеси и экстрагента принять равным 1:1.

Считать, что на экстракцию поступает чистый экстрагент, т.е. Х_S=0.

Задача 28

Определить расход воздуха и тепла на сушку твердого сыпучего материала, имеющего удельную теплоемкость С=1670 Дж/(кг*К).

Исходные данные

1. Производительность по влажному материалу G_н, кг/ч.

2. Влажность материала (в расчете на влажный материал):

начальная W_H, %;

конечная W_К, %.

3. Параметры воздуха до калорифера:

температура t₀, ⁰С;

относительная влажность φ₀, ⁰С.

После калорифера:

температура t₁, ⁰С;

На выходе из сушилки:

температура t₂, ⁰С;

4. Температура материала:

на входе в сушилку Θ₁, ⁰С;

на выходе Θ₂, ⁰С.

5. Потери тепла принять равными а, % от тепла, пошедшего на испарение влаги.

№ п/п	Gн, кг/ч	WH, %	WК, %	t0, 0С	φ0, 0С	t1, 0С	t2, 0С	Θ1, 0С	Θ2, 0С	а,%
1.			5,0
2.			1,0
3.			0,5
4.			1,5
5.			2,0
6.			2,5
7.			1,2
8.			0,8
9.			2,2
10.			1,8
11.			7,0
12.			3,0
13.			0,5
14.			3,5
15.			3,0
16.			3,0
17.			1,5
18.			1,1
19.			2,5
20.			2,2
21.			6,0
22.			2,0
23.			0,8
24.			1,0
25.			2,8
26.			3,2
27.			1,4
28.			1,2
29.			2,0
30.			2,0

Указания к решению

Расчет произвести с помощью диаграммы влажного воздуха І-Х с подробным объяснением хода решения. Считать, что сушилка работает по нормальному сушильному варианту.

Задача 29

Определить расход воздуха и тепла в теоретической сушилке, работающей с рециркуляцией 50% отработанного воздуха.

Исходные данные

1. Производительность по влажному материалу G_н, кг/ч.

2. Начальная влажность материала W_H, %;

3. Конечная влажность материала W_К, %;

4. Параметры воздуха до калорифера:

температура t₀, ⁰С;

относительная влажность φ₀, ⁰С.

После сушилки:

температура t₂, ⁰С;

относительная влажность φ₂, ⁰С.

5. Давление воздуха Р_общ=99кПа.

№ п/п	Gн, кг/ч	WH, %	WК, %	t0, 0С	φ0, 0С	t2, 0С	φ2, 0С
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.

Указания к решению

Расчет произвести аналитическим путем и с использованием диаграммы влажного воздуха І-Х. Сравнить полученные результаты.

Задача 30

Определить габаритные размеры отстойника для разделения водной суспензии.

Исходные данные

1. Количество разделяемой суспензии G₁, кг/с.

2. Содержание твердого вещества в суспензии С₁, %.

3. Содержание твердого вещества в шламе С₂, %.

4. Плотность твердой фазы ρ_т, кг/м³.

5. Минимальный размер осаждающихся частиц d₀, мкм.

6. Температура суспензии t, ⁰С.

№ п/п	G1, кг/с	С1, %.	С2, %.	ρт, кг/м3	d0, мкм	t, 0С
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.

Указания к решению

Принять скорость стесненного осаждения равной половине скорости осаждения одиночной частицы.

Принять отстойник цилиндрической формы и определить его диаметр. При расчете высоты отстойника принять коэффициент заполнения 0,85 и запас времени на отстаивание 20 минут.

Задача 31

Определить длину, ширину и высоту пылеосадительной камеры прямоугольного сечения для очистки воздуха о пыли.

Исходные данные

1. Расход воздуха V, м³/ч.

2. Давление воздуха Р, МПа.

3. Температура воздуха t, ⁰С.

4. Диаметр самых мелких частиц, подлежащих осаждению d, мкм.

5. Плотность твердых частиц ρ_т, кг/м³.

6. Расстояние между полками камеры h, м.

№ п/п	V, м3/ч	Р, МПа	t, 0С	d, мкм	ρт, кг/м3	h, м
1.	2,0	0,10				0,05
2.	3,0	0,15				0,06
3.	4,0	0,20				0,07
4.	0,5	0,25				0,08
5.	1,0	0,14				0,09
6.	1,5	0,22				0,10
7.	0,8	0,16				0,11
8.	1,2	0,11				0,12
9.	2,5	0,30				0,13
10.	3,5	0,20				0,15
11.	1,0	0,12				0,06
12.	1,5	0,14				0,07
13.	2,0	0,16				0,08
14.	2,5	0,18				0,09
15.	0,4	0,20				0,10
16.	3,5	0,22				0,11
17.	4,0	0,24				0,12
18.	4,5	0,26				0,13
19.	1,0	0,28				0,14
20.	1,5	0,30				0,15
21.	2,0	0,28				0,14
22.	2,5	0,26				0,13
23.	3,0	0,24				0,12
24.	3,5	0,22				0,11
25.	4,0	0,20				0,10
26.	3,5	0,18				0,09
27.	3,0	0,16				0,08
28.	2,5	0,14				0,07
29.	2,0	0,22				0,06
30.	1,5	0,24				0,05

Указания к решению

Расчет провести, исходя из условия равенства времени, необходимого для осаждения частицы, и времени пребывания воздуха в камере.

Чтобы частицы успели осесть, необходимо принять ламинарный режим движения воздуха в камере.

При расчете ширину камеры принять в пределах 1–2 м и определить необходимое число полок в камере.

Задача 32

Определить фильтрующую поверхность нутч-фильтра для разделения водной суспензии карбоната кальция при постоянной движущей силе.

Определить высоту слоя осадка на фильтре.

Исходные данные

1. Объем суспензии V, м³.

2. Время фильтрования τ, ч.

3. Концентрация суспензии Х₀, м³/м³.

4. Перепад давления по обе стороны фильтровальной перегородки ∆Р, МПа.

5. Сопротивление фильтровальной перегородки R_ф, м^-1.

6. Удельное сопротивление осадка ґ₀, м^-2.

№ п/п	V, м3	τ, ч	Х0, м3/м3	∆Р, МПа	Rф, *10-9 м-1	ґ0,*10-12 м-2
1.			0,05	0,10
2.			0,07	0,15
3.			0,09	0,05
4.			0,11	0,20
5.			0,13	0,25
6.			0,15	0,07
7.			0,06	0,03
8.			0,08	0,22
9.			0,10	0,06
10.			0,12	0,30
11.			0,06	0,12
12.			0,08	0,17
13.			0,10	0,08
14.			0,11	0,22
15.			0,15	0,23
16.			0,15	0,09
17.			0,08	0,04
18.			0,10	0,20
19.			0,12	0,08
20.			0,14	0,32
21.			0,08	0,15
22.			0,05	0,16
23.			0,07	0,08
24.			0,09	0,22
25.			0,11	0,27
26.			0,13	0,09
27.			0,15	0,06
28.			0,10	0,18
29.			0,12	0,15
30.			0,08	0,34

Указания к решению

Считать, что осадок несжимаемый и распределяется равномерно по поверхности фильтра слоем одинаковой высоты.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2008. – 753 с.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу «Процессы и аппараты химической технологии». – М.% ООО ТИД «Альянс», 2005 – 576 с.

3. Коваленко І.В., Малиновський В.В. Розрахунки основних процесів, машин та апаратів хімічних виробництв. К.: «Норіта Плюс», 2007. – 114 с.

4. Мікульонок І.О. Механічні, гідромеханічні и масообмінні процеси та обладнання хімічної технології. – К.: ІВК «Політехніка», 2002. – 304 с.