Примеры решения глава 2
Осаждение
Решение задач по вашим данным от 100р
Пример 2.1. Определить скорость осаждения сферических частиц диаметром 0,10 мм из материала плотностью 2400 кг/м3 при температуре 20°С: а) в воздухе при атмосферном давлении; б) в воде.
скачать решение примера 2.1(28.7 Кб) скачиваний2036 раз(а)
Пример 2.2. Определить наибольший диаметр частиц кварца сферической формы, для которых применима формула Стокса в условиях осаждения в воде при 20°С. Найти также скорость осаждения такой частицы.
скачать решение примера 2.2(12.17 Кб) скачиваний829 раз(а)
Пример 2.3. Определить диаметр наибольших сферических частиц мела, которые будут уноситься восходящим потоком воды; скорость потока 0,50 м/с, температура 10°С.
скачать решение примера 2.3(9.37 Кб) скачиваний699 раз(а)
Пример 2.4. Вычислить скорость осаждения в воде при 30°С частиц свинцового блеска угловатой формы с эквивалентным диаметром dэ=1,0 мм. Плотность свинцового блеска 7560 кг/м3.
скачать решение примера 2.4(9.8 Кб) скачиваний823 раз(а)
Пример 2,5. Определить эквивалентные диаметры продолговатых частиц каменного угля и плоских частиц сланца (рсл=2200кг/м3), осаждающихся с одинаковой скоростью wос=0,10 м/с в воде при 20°С.
скачать решение примера 2.5(13.07 Кб) скачиваний682 раз(а)
Пример 2.6. Каково должно быть расстояние между горизонтальными полками пылеосадителъной камеры (рис. 2.2), чтобы успевали осаждаться частицы колчеданной пыли диаметром 8,0·10-6 мм из потока печного газа, расход которого составляет 0,60 м3/с (при нормальных условиях), температура 427°С, вязкость 0,034·10-3 Па·с и плотность 0,50 кг/м3. Плотность колчедана 4000 кг/м3. Размеры рабочего объема камеры: длина 4,1 м, ширина 2,8 м и общая высота 4,2 м.
скачать решение примера 2.6(19.31 Кб) скачиваний881 раз(а)
Пример 2.7. Определить диаметр отстойника (рис. 2.3) для непрерывного осаждения частиц мела в воде при 15°С. Производительность отстойника 80 т/ч начальной суспензии, массовая доля мела в которой 8 %. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению, составляет 0,035 мм. Влажность образующегося шлама 70 %.
Рис. 2.3 – Отстойник непрерывного действия
скачать решение примера 2.7(14.09 Кб) скачиваний1503 раз(а)
Пример 2.8. Определить необходимую высоту отстойника (рис. 2.3), если для уплотнения водной суспензии в зоне ее сгущения необходимо 16 часов. Относительная плотность частиц равна 2,6. Среднее разбавление в зоне сгущения Т:Ж = 1:1,5. Суточная производительность отстойника диаметром 10 м составляет 23 г по твердой фазе.
скачать решение примера 2.8(19.73 Кб) скачиваний656 раз(а)
скачать решение примера 2.7(14.09 Кб) скачиваний1503 раз(а)
Пример 2.8. Определить необходимую высоту отстойника (рис. 2.3), если для уплотнения водной суспензии в зоне ее сгущения необходимо 16 часов. Относительная плотность частиц равна 2,6. Среднее разбавление в зоне сгущения Т:Ж = 1:1,5. Суточная производительность отстойника диаметром 10 м составляет 23 г по твердой фазе.
скачать решение примера 2.8(19.73 Кб) скачиваний656 раз(а)
Фильтрование
Пример 2.9. Вычислить время, необходимое для получ 30 л фильтрата иа суспензии через 2,5м2 поверхности фильтрующей перегородки, если при предварительном испытании то суспензии при тех же фильтрующей перегородке и рази давлений с 1,2 дм2 опытного фильтра было собрано: 0,025 л фильтрата через 2,3 мин и 0,080 л через 15 мин после начала фильтрования.
скачать решение примера 2.9(13.21 Кб) скачиваний627 раз(а)
Пример 2.10. В условиях предыдущего примера вычислить продолжительность промывки осадка промывной жидкости в количестве Vпо = 2,5 л/м2, если ее динамическая вязкость и плотность равны вязкости и плотности фильтрата и промывка производится при той же разности давлений, что и фильтрование.
скачать решение примера 2.10(13.53 Кб) скачиваний556 раз(а)
Пример 2.11. Найти значения констант фильтрования суспензии карбоната кальция (13,9 %) при 20°С по опытным данным (см. таблицу), полученным при двух различных давлениях на лабораторном фильтр-прессе с поверхностью фильтрования максимальной толщиной осадка 50 мм.
скачать решение примера 2.11(15.05 Кб) скачиваний592 раз(а)
Пример 2.12. Определить необходимые размеры рабочей части рамного фильтр-пресса, с помощью которого в течение 3 ч можно получить 6,0 м' фильтрата, если при опытном фильтровании этой же суспензии при тех же значениях перепада давлений и толщины слоя осадка получены следующие значения констант: К =5,75·10-7м2/с и С=1,45·10-3 м.
скачать решение примера 2.12(13.09 Кб) скачиваний527 раз(а)
Пример 2.13. С помощью барабанного вакуум-фильтра (рис. 2.4) непрерывного действия необходимо фильтровать 2,36·10-3 м3/с водной суспензии, содержащей 17,6 % мелкодисперсной твердой фазы и имеющей плотность р = 1120 кг/м3. Влажность получаемого осадка должна быть 34 % при разрежении внутри барабана 600 мм рт. ст. В процессе фильтрования на лабораторной модели при разрежении 510 мм рт. ст. были получены следующие значения констант фильтрования: К=11,2·10-6 м2/с, С=6,0·10-3 м3/м2, а влажность осадка 34% достигнута за 32 с. Определить требуемые поверхность фильтрования и частоту вращения барабана.
Пример 2.14. Определить необходимое время промывки осадка от соли, если допускаемая ее массовая концентрация в промывной воде должна составлять 5,0 кг/м3, при интенсивности промывки чистой водой 0,0917·103 м/с. Толщина слоя промываемого осадка 35 мм, константа промывки К=0,520, массовая концентрация соли в промывной воде в начальный момент процесса промывки составляет 143 кг/м3.
скачать решение примера 2.14(12.82 Кб) скачиваний590 раз(а)
скачать решение примера 2.14(12.82 Кб) скачиваний590 раз(а)
Пример 2.15. В условиях предыдущего примера определить массовую концентрацию соли в промывной воде через 50 мин. после начала процесса промывки
скачать решение примера 2.15(12.82 Кб) скачиваний573 раз(а)
Разделение под действием центробежной силы инерции
Пример 2.16. Определить необходимый диаметр стандартного циклона для улавливания частиц с наименьшим диаметром 80 мкм из потока воздуха, расход которого V0 = 2000 кг/ч, температура 100°С; давление атмосферное.
скачать решение примера 2.16(14.72 Кб) скачиваний513 раз(а)
Пример 2,17. Определить производительность (по питанию) автоматической осадителъной центрифуги АОГ-800 при работе ее на водной суспензии гидроксида магния. Плотность частиц 2525 кг/м3. Температура суспензии 30°С. Наименьший диаметр частиц 3 мкм. Диаметр барабана центрифуги 800 мм, длина барабана 400 мм, диаметр сливного борта 570 мм, частота вращения барабана 1200 мин-1. Цикл работы центрифуги составляет 20 мин; из них 18 мин - подача суспензии с одновременным осаждением и 2 мин - разгрузка осадка,
скачать решение примера 2.17(20.55 Кб) скачиваний792 раз(а)
скачать решение примера 2.17(20.55 Кб) скачиваний792 раз(а)
Пример 2.18. Определить производительность трубчатой сверхцентрифуги СГО-150 с трехлопастной крыльчаткой при осветлении минерального масла от частиц диаметром 1 мкм и плотностью 1400 кг/м3. Плотность масла р = 900 кг/м3, динамическая вязкость μ=3,0·10-3 Па·с. Внутренний диаметр и длина трубы (барабана) 150 мм и 750 мм, диаметр сливного порога 50 мм, частота вращения трубы 13000 мин-1.
скачать решение примера 2.18(23.8 Кб) скачиваний617 раз(а)
Пример 2.19. Выбрать тип фильтрующего аппарата для геля кремниевой кислоты и определить необходимое число аппаратов при следующих условиях: 1) массовая доля твердой фазы в исходной суспензии 4,7%, ее относительная плотность 1,1; 2) производительность установки 9,0 т влажного осадка в сутки; 3) осадок не должен иметь значительной конечной влажности, поскольку далее предполагается его термическая сушка; 4) осадок аморфный, плохо фильтрующийся. Результаты предварительных опытов по фильтрованию геля на отсосном нутч-фильтре и на фильтрующей центрифуге:
Характеристика Отсосный фильтр Фильтрующая центрифуга
Площадь фильтрования, м 1,0 0,3
Толщина слоя осадка, м 0,060 0,03
Продолжительность (мин):
фильтрования 60 45
промывки щелочью и водой 120 33
общая 180 78
Объем отфильтрованной суспензии
м3 0,17 0,108
Остаточная влажность осадка, % 85 78
Разрежение, мм рт. ст. 400 -
Диаметр и длина барабана центрифуги D6 = 400 мм и H=250 мм; частота вращения барабана n = 800 мин-1.
скачать решение примера 2.19(80.59 Кб) скачиваний556 раз(а)
скачать решение примера 2.18(23.8 Кб) скачиваний617 раз(а)
Пример 2.19. Выбрать тип фильтрующего аппарата для геля кремниевой кислоты и определить необходимое число аппаратов при следующих условиях: 1) массовая доля твердой фазы в исходной суспензии 4,7%, ее относительная плотность 1,1; 2) производительность установки 9,0 т влажного осадка в сутки; 3) осадок не должен иметь значительной конечной влажности, поскольку далее предполагается его термическая сушка; 4) осадок аморфный, плохо фильтрующийся. Результаты предварительных опытов по фильтрованию геля на отсосном нутч-фильтре и на фильтрующей центрифуге:
Характеристика Отсосный фильтр Фильтрующая центрифуга
Площадь фильтрования, м 1,0 0,3
Толщина слоя осадка, м 0,060 0,03
Продолжительность (мин):
фильтрования 60 45
промывки щелочью и водой 120 33
общая 180 78
Объем отфильтрованной суспензии
м3 0,17 0,108
Остаточная влажность осадка, % 85 78
Разрежение, мм рт. ст. 400 -
Диаметр и длина барабана центрифуги D6 = 400 мм и H=250 мм; частота вращения барабана n = 800 мин-1.
скачать решение примера 2.19(80.59 Кб) скачиваний556 раз(а)
Псевдоожиженный слой
Пример 2.20. Определить значения критической скорости начала псевдоожижения, а также рабочую (на полное сечение аппарата) и действительную (в свободном сечении между частицами) скорости воздуха при числе псевдоожижения КW=1,6 для псевдоожиженного (взвешенного) слоя сферических частиц силикогеля плотностью 1100кг/м3. Температура воздуха 150°С. Ситовой состав силикогеля:
Фракция мм -2 +1,5 -1,5 +1 -1 +0,5 -0,5 +0,25
Массовая доля в % 43 28 17 12
скачать решение примера 2.20(22.86 Кб) скачиваний619 раз(а)
Пример 2.21. В условиях предыдущего примера определить размеры аппарата и перепад статического давления при прохождении воздуха через него. Через аппарат с псевдоожиженным слоем непрерывно проходит 2,50 т/ч силикагеля при среднем времени его пребывания в слое 10 мин. Расход воздуха при рабочих условиях составляет 4300 м3/ч. Свободное сечение газораспределительной решетки 1,5% при диаметре отверстий 0,80 мм; толщина решетки 2,0 мм. Плотность неподвижного слоя силикагеля рнас=650кг/м3.
скачать решение примера 2.21(23.15 Кб) скачиваний558 раз(а)
скачать решение примера 2.21(23.15 Кб) скачиваний558 раз(а)
Пример 2.22. Определить диаметр шарообразных частиц кварцевого песка плотностью 2640 кг/м3, слой которых будет переходить во взвешенное состояние при скорости воздуха 1,0м/с. Температура воздуха 20°С. Определить также скорость уноса частиц из псевдоожиженного слоя.
скачать решение примера 2.22(15.29 Кб) скачиваний594 раз(а)
Пример 2.23. Через псевдоожиженный слой, содержащий 1000 кг идеально перемешиваемого дисперсного материала, непрерывно проходит 4000 кг/ч этого материала. Определить долю материала от его общего расхода, которая находится в слое в течение времени большего, чем среднее расходное время пребывания материала в слое, а также число последовательных слоев идеального смешения, при прохождении через которые доля частиц, находящихся в аппарате в течение времени меньшего, чем среднее расходное время пребывания в одном слое, не превышала 10 % от общего расхода.
скачать решение примера 2.23(30.2 Кб) скачиваний566 раз(а)
скачать решение примера 2.22(15.29 Кб) скачиваний594 раз(а)
Пример 2.23. Через псевдоожиженный слой, содержащий 1000 кг идеально перемешиваемого дисперсного материала, непрерывно проходит 4000 кг/ч этого материала. Определить долю материала от его общего расхода, которая находится в слое в течение времени большего, чем среднее расходное время пребывания материала в слое, а также число последовательных слоев идеального смешения, при прохождении через которые доля частиц, находящихся в аппарате в течение времени меньшего, чем среднее расходное время пребывания в одном слое, не превышала 10 % от общего расхода.
скачать решение примера 2.23(30.2 Кб) скачиваний566 раз(а)
Перемешивание в жидкой среде
Пример 2.24. В аппарате цилиндрической формы диаметром 1200 мм перемешивается жидкая смесь, имеющая плотность 1600 кг/м3 и динамическую вязкость 20·10-3 Па·с (рис. 2.14). Пропеллерная мешалка вращается с частотой 3,5 с-1. Определить установочную мощность электродвигателя.
Рис. 2.14 – Схема установки перемешивающего устройства в цилиндрическом аппарате
скачать решение примера 2.24(19.68 Кб) скачиваний617 раз(а)
Пример 2.25. С помощью открытой турбинной мешалки с шестью лопатками и частотой вращения 240 мин-1, потребляющей мощность N=6,5 кВт, необходимо интенсивно перемешивать вязкую реакционную массу, имеющую плотность 1200 кг/м3. Сосуд диаметром 1630 мм имеет внутренние вертикальные ребра, способствующие перемешиванию жидкости. Определить необходимый диаметр мешалки.
скачать решение примера 2.25(13.93 Кб) скачиваний557 раз(а)
скачать решение примера 2.24(19.68 Кб) скачиваний617 раз(а)
Пример 2.25. С помощью открытой турбинной мешалки с шестью лопатками и частотой вращения 240 мин-1, потребляющей мощность N=6,5 кВт, необходимо интенсивно перемешивать вязкую реакционную массу, имеющую плотность 1200 кг/м3. Сосуд диаметром 1630 мм имеет внутренние вертикальные ребра, способствующие перемешиванию жидкости. Определить необходимый диаметр мешалки.
скачать решение примера 2.25(13.93 Кб) скачиваний557 раз(а)
Пример 2.26. В реакторе диаметром 1000 мм с четырьмя вертикальными перегородками, заполненном реакционной массой плотностью 1200 кг/м3 и вязкостью 150·10-3 Па·с, необходимо обеспечить равномерное распределение твердых частиц катализатора с диаметром 1,3 мм и плотностью 2450 кг/м3. Определить, какой тип мешалки целесообразнее использовать - пропеллерную трехлопастную или турбинную открытого типа с шестью лопастями?
скачать решение примера 2.26(27.76 Кб) скачиваний622 раз(а)
скачать решение примера 2.26(27.76 Кб) скачиваний622 раз(а)