Практична частина

Задача. Визначити діаметр відстійника для безперервного осадження, якщо: кількість початкової суспензії G_П, розмір часток d, щільність часток ρ_Т, густина середовища ρ_с, в'язкість рідини μ, масова доля твердих часток в початковій суміші х_см, в осаді – х_ос, в очищеній рідині – х_очищ.

Послідовність виконання роботи

1. Виписати вихідні дані з таблиці 1 згідно з варіантом (за порядковим номером в журналі).

2. Визначити теоретичну швидкість осадження часток (м/с)

,

де d – діаметр часток, що осаджуються, м (1мкм=10^-6 м);

ρ_Т – щільність часток, кг/м³;

ρ_с –густина середовища, кг/м³;

μ_с – динамічний коефіцієнт в'язкості середовища при температурі процесу, Па·с.

2. Розрахувати дійсну швидкість осадження часток з урахуванням відхилення від кулястої форми і стиснутого осадження (м/с):

.

3. На підставі матеріального балансу відстоювання розрахувати кількість очищеної рідини (кг/с)

,

де G_П – кількість початкової суспензії, кг/год;

х_ос, х_очищ, х_см – масові частки часток в осаді, очищеній рідині й у початковій суміші (х_очищ=0).

4. Об’єм очищеної рідини (м³/с):

.

5. Необхідна площа відстійника (м²)

.

6. Діаметр відстійника (м)

.

На підставі отриманого розрахунку приймають діаметр відстійника, округляючи до більшого цілого числа.

Вихідні дані

Таблиця 1

Варіант	Величина та її розмірність
	, (кг/год)	d, (мкм)	, (кг/м)3	, (кг/м3)	μс, (Па )	хсм, (кг/кг)	хос, (кг/кг)
1	150000	25	1300	1000	0,005	0,05	0,91
2	130000	30	1350	1050	0,003	0,06	0,9
3	110000	35	1600	1060	0,002	0,03	0,95
4	100000	40	1380	950	0,001	0,02	0,82
5	90000	50	1200	850	0,0015	0,08	0,85
6	80000	55	1250	1000	0,0022	0,1	0,78
7	70000	60	1100	900	0,0035	0,09	0,88
8	60000	65	1400	1150	0,0045	0,04	0,92
9	50000	45	1350	1000	0,004	0,01	0,93
10	55000	20	1500	1080	0,0018	0,07	0,96
11	180000	20	1400	1000	0,004	0,06	0,9
12	160000	25	1500	1100	0,003	0,07	0,92
13	130000	30	1600	1200	0,002	0,04	0,93
14	120000	35	1400	1100	0,001	0,05	0,86
15	95000	45	1200	900	0,0015	0,08	0,85
16	85000	55	1300	950	0,002	0,1	0,81
Варіант	, (кг/год)	d, (мкм)	, (кг/м)3	, (кг/м3)	μс, (Па )	хсм, (кг/кг)	хос, (кг/кг)
17	75000	60	1200	900	0,003	0,09	0,92
18	60000	65	1400	1000	0,0045	0,05	0,93
19	70000	50	1300	950	0,004	0,04	0,94
20	110000	40	1500	1200	0,0016	0,07	0,95
21	200000	30	1800	1000	0,0032	0,1	0,93
22	195000	25	1750	1000	0,0033	0,09	0,92
23	190000	20	1900	1100	0,0028	0,08	0,91
24	185000	24	1950	1150	0,0023	0,11	0,92
25	175000	28	2100	1200	0,0026	0,12	0,9
26	165000	40	2000	900	0,0027	0,1	0,89
27	155000	35	2200	950	0,0035	0,09	0,88
28	145000	35	2150	1050	0,0034	0,11	0,9
29	135000	30	2100	1100	0,0031	0,08	0,91
30	150000	30	1600	950	0,0015	0,1	0,98

Контрольні запитання

1. Що таке неоднорідні системи?

2. Які є неоднорідні рідини та газоподібні системи в залежності від фізичного стану фаз?

3. Які є основні методи поділу рідких і газоподібних неоднорідних систем?

4. Що таке відстоювання?

5. Які є типи відстійників?

Практична робота № 3

РОЗРАХУНОК РАМНОГО ФІЛЬТРПРЕСА

Мета роботи: Вивчити процес фільтрування, освоїти практично методику визначення основних параметрів фільтрпреса.

Теоретична частина

Фільтруванням називають процес розділення суспензій з використанням пористих перегородок. Перегородка затримує тверду фазу суспензії і пропускає її рідку фазу. Фільтрування застосовують для більш ретельного розділення суспензій і пилу, ніж шляхом осадження. У результаті фільтрування суспензія розділяється на чистий фільтрат і вологий осад. Останній при необхідності піддають операції промивання, продування і сушіння безпосередньо на фільтрувальній перегородці.

В якості фільтруючої поверхні на практиці застосовують металеві сітки; ткані матеріали з азбестових, бавовняних, вовняних, полімерних волокон; неткані матеріали (волокнисті) з бавовни, вовни, полімерів; пористі керамічні, металеві, металокерамічні плитки і гільзи, отримані пресуванням і спіканням порошків.

Вибір фільтрувальної перегородки ґрунтується на зіставленні властивостей суспензії і характеристик різних перегородок. Рушійною силою процесу фільтрування є різниця тисків по обидві сторони фільтрувальної перегородки.

В залежності від способу створення різниці тисків розрізняють:

1) процес фільтрування при постійній різниці тисків;

2) процес фільтрування при постійній швидкості;

3) процес фільтрування при перемінній різниці тисків і швидкості (ΔP≠const, W≠const).

В хімічній промисловості широко використовуються фільтри різних конструкцій. За організацією роботи класифікують фільтри періодичної і фільтри безперервної дії. Перші використовуються у виробництвах малої потужності при великому асортименті продуктів, що випускаються; другі – у виробництвах великої потужності з безперервним технологічним процесом. До фільтрів періодичної дії відносяться фільтрпреси, листові і патронні фільтри. До фільтрів безперервної дії відносяться барабанні, дискові, карусельні, стрічкові фільтри.

Фільтрпрес із вертикальними рамами складається з плит, що чергуються, і рам однакових розмірів, між якими розміщені тканинні фільтрувальні перегородки (рис. 1). По закінченні фільтрування і промивання осаду роз'єднують плити та рами і видаляють осад.

Рис. 1. Принцип дії фільтруючого пресу

1 – рами, 2 – фільтруючі перегородки, 3 – плити