Учебно-методический комплекс дисциплины «Основные процессы и аппараты химико-технологических производств» (стр. 17 )

  Коэффициент наполнения барабана

K = Vр / Vб  = 1 – (D1 / D2 )2

Фактор разделения:

Поверхность фильтрации:

F = ??D?H

Средние скорости фильтрации за отрезки времени (??)  между замерами :

vср = ?V” / F???

?V” - объем фильтрата за отрезок времени ???.

Влажность осадка в барабане центрифуги во время замеров (%):

W = [(? - ?0 ) / (G - ? )]?100

где: G — масса загрузки;

?— масса влаги в загрузке;

?0 — масса фильтрата к данному моменту времени

По полученным расчетным данным и данным опыта строят графики зависимостей ? =?(?).  vср =?(?) . W =?(?)  и  сравнивают продолжительность процесса, определенную экспериментально и аналитически по расчетным формулам.

Вопросы для самопроверки

1. Типы и конструкции центрифуг и сепараторов.

2. Устройство подвесной фильтрующей центрифуги.

3. Параметры, характеризующие работу центрифуг и сепараторов.

4. Порядок проведения работы и анализ опытных данных.

Тема 8  «Экспериментальное определение коэффициентов

фильтрации на рамном фильтрпрессе»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.Ознакомление с устройством фильтрпресса и его работой.

2. Проведение опытной фильтрации.

3. Расчет коэффициентов фильтрации по экспериментальным данным.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Работа проводится в такой последовательности,

1. В резервуар 2 с включенной мешалкой 3 загружают 30—40 л меловой суспензии, после чего люк резервуара герметически закрывается.

2. Лаборантом пускается компрессорная установка 4 и npи помощи воздушного крана 5 в резервуаре устанавливается избыточное давление 0,1—0,2 ат,

3. Открывается кран на трубопроводе от  резервуара к фильтру, н суспензия поступает в камеры. Начало опыта (начало отсчета) считается с  потерей на желобе фильтра первых капель фильтрата.

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ИСПЫТАНИЯ

I. Строит  график зависимости V0=f{?) (рис. 3)

V =V0  / F  (м3 / м2)

  F = n? f  (м 2),

n - число фильтрующих перегородок;f  - поверхность одной фильтрующей перегородки, напри­мер для модели фильтрпресса лаборатории «Процессов и аппаратов» МТИППа  f =0,0625 м 2 (размер рамы (250 Х 250 мм). 2. На графике берут два зиачения  времеии ?i и и ?2  и  соответствующие им  значения  V1 и  V2. 3.Решая  систему двух уравнений;

V1 2 + 2?V1 ?V0 = 2?K? ?? 1.

V 22 + 2?V2 ?V0 = 2?K? ??2 ,

находят значение коэффицентов V0 и  K?

Рис 4  Схемы к графическому методу определения  козффициентов  фильтрации:

Коэффициенты фильтрации могут быть найдены и другим путем. Так. дифференциальное уравнение фильтрации можно представить в следующем виде:

Нетрудно заметить, что мы получим уравнение прямой линии в координатах  Нетрудно заметить, что мы получим уравнение прямой линии в координатах  (d? / dV) – V.  Тангенс угла наклона прямой равен 

1/К, т. е. tg ? = 1 / K, откуда  К = 1 / tg ?. Отрезок  ОА, отсекаемый прямой на оси ординат, равен  V0  / К.  Откуда

Vo=K? OA.

Для упрощения задачи на оси ординат можно отложить

отношение конечных разностей d? / dV, прнближенно  считая это отношение средним для соответствующих интервалов значений Vi; тогда значения  d? / dV откладываем по вертикали, проведенной из середины соответствующего участ­ка V.

Целесообразно сравнить результаты графического определе­ния коэффициентов К и Vо с расчетом по экспериментальным данным.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Назначение процесса фильтрации.

2. Способы создания напора на фильтре.

3. Чем характеризуется режим фильтрации?

4. Уравнение Пуазейля, его физический смысл и возможность примене­ния для расчета фильтрации.

5. Стационарная и нестационарная фильтрация.

6. Дифференциальное уравнение фильтрации и его решение.

7. Основные элементы экспериментальной установки.

8. Устройство фильтрпресса.

15. Задания для самостоятельной работы студента

Методические рекомендации

В ходе изучения дисциплины каждый студент получит индивидуальное задание по курсовому проекту, которое охватывает основные разделы курса и позволяет выяснить, насколько хорошо усвоены теоретические положения и может ли студент применять их для решения практических задач.

Курсовой проект должен быть выполнен в соответствии с требованиями, предъявляемыми к оформлению расчетных и графических работ по нормам ЕСКД. Работа должна быть написана разборчивым почерком. На титульном листе РПЗ курсового проекта необходимо указать специальность, курс, группу, фамилию и имя студента, номер варианта и дату сдачи проекта

Выполнение расчётов КП следует сопровождать краткими пояснениями, обязательно приводить все формулы. После завершения КП необходимо сделать ссылку на использованную литературу.

Не откладывайте выполнение КП на последние дни перед его сдачей. К сожалению, некоторые студенты так и поступают.

Если вы будете придерживаться установленного графика выполнения КП, то во время проведения СРСП, я смогу ответить на возникшие у вас вопросы.

Темы  и варианты КП следует выбрать согласно последней и предпоследней цифре зачетной книжки шифра.

Недостающие параметры, необходимые для выполнения КП, могут быть выбраны из таблиц  справочных пособий.

Темы для самостоятельной работы студентов

под руководством преподавателя - СРСП.

1. Проектный расчёт трубчатого теплообменника.

2.Проектный расчёт однокорпусной выпарной установки.

3. Проектный расчёт  многокорпусной выпарной установки

4.Проектный расчёт  распылительной  сушилки

5.Проектный расчёт  барабанной сушилки

16. Примеры тестовых заданий

$$$ 1 

По какому единому признаку технологические процессы объединены в группы?
A.  Произвольно.
B.  По тепловому подобию.
C.  По движущей силе.
D.  По диффузионному подобию.
E.  По механическому подобию.

  $$$ 2 

Выберите правильное выражение, при котором в системе будет протекать процесс

A. ? ? = 0.

? ? > 0.

C.  ? ?< 0

D  ? ? - любое значение.

E. ? ?> ?

  $$$ 3 

В чем состоит основное достоинство  экспериментального метода исследования процессов?

A.  В возможности решения  уравнения  данного частного процесса.

B.  В точности и достоверности результатов эксперимента.

C. В возможности  точного эксперимента.

D.  В малой стоимости. 

E.  Нет определенного достоинства.

  $$$ 4 

Какие методы исследования объединяет теория подобия?

A  Теоретические.
B  Практические.
C  Экспериментальные.
D  Экспериментальные и теоретические.
E  Геометрические и лабораторные.

$$$ 5

Чему должна соответствовать частота вращения (n) шаровой мельницы, для того чтобы шар не вращался вместе со стенкой барабана?

A.  n = 50,2 /vD

B.  n > 50,2 /vD

C.  n < 42,4 /vD

D.  n = 42,4 /vD

E.  n > 50,2 / vD

$$$ 6 

Выберите выражение для определения объемной производительности валковой дробилки:

A.  V = ?/ DLS

B.  V = ? DLS

C.  V = ?D/LS

D.  V = ?S/ DL

E.  V = ? D + LS

$$$  7

Чему должна соответствовать частота вращения (n) шаровой мельницы, для того чтобы шар не вращался вместе со стенкой барабана?

A.  n = 32,2 /vD

B.  n > 50,2 /vD

C.  n < 42,4 /vD

D.  n = 42,4 /vD

n > 50,2 / vD

  $$$ 8 

Размер куска до измельчения D = 100 мм, степень измельчения i = 50. Определите конечный размер куска d (мм)

A.  d = 5

B.  d = 2

C.  d = 1

D.  d = 50

E.  d = 10

  $$$ 9

Полезная работа при дроблении составила А = 700 кДж, при этом работа на объемную деформацию А1 = 300 кДж. Определите работу А2 (кДж) на образование новых поверхностей?

А.  А2 = 170

B.  А2 = 400

C.  А2 = 700

D.  А2 = 500

Е.  А2 = 200

$$$ 10. 

Неоднородная система, состоящая из жидкой дисперсной фазы и газовой дисперсионной среды, называется:

A.  пена

B.  суспензия

C.  эмульсия

D.  аэрозоль

E.  пыль

  $$$ 11.

На преодоление, каких сил затрачивается пусковая мощность на валу мешалки?

A. трения

В.  инерции

C. тяжести и инерции

D. трения и инерции

центробежной и инерции

$$$ 12. 

Какой параметр является определяющим при расчете производительности отстойника?

A.  высота слоя суспензии

B.  температура суспензии

C.  плотность суспензии

D.  вязкость суспензии

площадь осаждения

  $$$ 13

Критерию Фруда соответствует следующее равенство.

A. 

B. 

C. 

D. 

  $$$ 14. 

В каких единицах измеряется движущая сила процесса фильтрования?

A.  Па?с

B.  Па

C.  кг/с

D.  кг?с

Н?м

$$$ 15.

Определите производительность V (м3/с) отстойника периодического действия, если диаметр отстойника d = 3,2 м, а скорость осаждения частиц ?oc=2,5?10- 4 м/с.

A.  2?10-3

B.  1,57?10- 6

C.  4?10- 4

D.  2,3?10-5

E.  2?10- 6

  $$$ 16. 

Какой процесс, из приведенных ниже, по своему механизму является тепловым?

А.  сушка

В.  центрифугирование

С.  экстрагирование

D.  кристаллизация

Е.  пастеризация

$$$ 17. 

Какое, из ниже перечисленных выражений, относится к термическому сопротивлению стенки?

А.  ?/?

В.  1/?

С.  ?/?

D.  1/?t

Е.  ?/?t

$$$ 18. 

Bыберите основное уравнение теплоотдачи

А.  Q = k• F•?t

В.  Q = ?•F•?t

С.  Q = ?•F•?t

D.  Q = F•?t•?/?

Е.  Q = ?/F•?t

  $$$ 19. 

Критерий Прандтля (Pr) характеризует:

А.  геометрические параметры аппарата

В.  физические свойства теплоносителя

С.  диффузионные  свойства теплоносителя

D.  интенсивность  теплообмена

Е.  режим движения  потока

  $$$ 20.

Как изменяется  коэффициент теплоотдачи  с увеличением скорости движения теплоносителя?

А.  увеличивается

В.  уменьшается

С.  не изменяется

D.  изменяется по синусоидальной зависимости

Е.  уменьшается по логарифмической зависимости.

  $$$ 21. 

Как влияет образование накипи в трубках теплообменника на работу последнего?

A.  увеличивает скорость движения жидкости

В.  увеличивает гидравлическое сопротивление трубок

С.  уменьшает коэффициент теплопередачи

D.  уменьшает скорость движения жидкости

E.  увеличивает коэффициент теплопередачи

  $$$ 22. 

Повышение температуры кипения раствора вследствие давления столба жидкости в кипятильных трубках называется:

A.  движущей силой

B.  температурной депрессией

C.  теплотой кон центрирования

D.  гидростатической депрессией

E.  гидродинамической депрессией

$$$ 23. 

Дополните уравнение материального баланса однократного выпаривания по раствору.

Sн = (  ) + W.

A  t,

B  Q

C  х,

D  Sк

E  R