Решение задач по гидромеханике

 

Методичку  по гидромеханическим процессам скачать здесь

 

Контрольные задания по гидромеханическим процессам
(задания «а»)

 

Задание 1      Заказать индивидуальное решение     

Подобрать отстойник-сгуститель и барабанный вакуум-фильтр для разделения V₁ водной суспензии при температуре t, с объемной концентрацией а₁, содержащей твердые частицы средним диаметром d₁, плотностью ρ_т. Объемная концентрация твердой фазы после отстаивания в шламе а₂, в осветленной жидкости а₀. Из отстойника шлам поступает на фильтрование при постоянной движущей силе Р_вак. В процессе фильтрования образуется осадок толщиной h_ос, с удельным сопротивлением r₀, влажностью ω. Сопротивление фильтровальной перегородки R_фп (табл.5.1).

Задание 2      Заказать индивидуальное решение 

В отстойнике-сгустителе непрерывного действия с площадью зеркала F за время τ₀ происходит разделение G₁кг исходной суспензии с температурой t, содержащей х₁ % твердой фазы плотностью ρ_т, на шлам и осветленную жидкость с массовой концентрацией х₂ и х₀%, соответственно. Из отстойника шлам направляется в фильтрующую центрифугу, где получают осадок влажностью ω. Удельное сопротивление осадка r₀. Сопротивление фильтровальной перегородки R _фп. Ротор центрифуги диаметром D_б совершает n оборотов в минуту, коэффициент заполнения ротора 0,4. Продолжительность сопутствующих операций (промывка, просушка, отжим и съем осадка) составляет τ_вс часа.

Определить:

• средний диаметр твердых частиц в исходной суспензии;
• время фильтрования и число центрифуг для обеспечения непрерывной работы отстойника (табл.5.2).

 Посмотреть готовое решение этой задачи

 

 

Задание 3      Заказать индивидуальное решение 

В аппарате с мешалкой типа М, совершающей n оборотов в минуту, получают водную суспензию при температуре t, содержащую х₁% твердой фазы плотностью ρ_т. КПД привода мешалки 0,7. Из аппарата суспензия поступает в плиточно-рамный фильтр-пресс площадью F. В процессе фильтрования образуется G_ос кг/ч осадка толщиной h_ос с удельным сопротивлением r₀, влажностью ω. Сопротивление фильтровальной перегородки R_фп.

Определить движущую силу процесса фильтрования, а также энергию, затрачиваемую двигателем перемешивающего устройства, если время приготовления суспензии τ (табл.5.3).

 

Задание 4      Заказать индивидуальное решение 

В реакторе с мешалкой типа М, совершающей n оборотов в минуту, в процессе кристаллизации при средней температуре t за время τ образуется водная суспензия, содержащая х % твердых частиц диаметром d_т, плотностью ρ_т. Объем реактора V_р. КПД привода мешалки 0,75. Из реактора суспензия поступает в отстойную центрифугу со шнековой выгрузкой осадка.

Подобрать центрифугу и определить:

• мощность двигателя мешалки
• производительность центрифуги по твердому осадку влажностью ω
• индекс производительности и фактор разделения центрифуги (табл.5.4)

 

Задание 5      Заказать индивидуальное решение 

Водная суспензия, содержащая х% твердой фазы плотностью ρ_т и эквивалентным диаметром частиц d_т, при температуре t₁подается на дисковый вакуум-фильтр, работающий под вакуумом Р_вак. После фильтрования получают G_ос кг/ч осадка с влажностью ω. Удельное сопротивление осадка r₀, сопротивление фильтровальной перегородки R_фп. После фильтрования влажный осадок поступает в сушилку кипящего слоя диаметром D_а. Средняя температура воздуха при сушке t₂.

Определить:

• поверхность фильтрования вакуум-фильтра, если толщину осадка принять h_ос
• расход воздуха в сушилке при порозности псевдоожиженного слоя ε
• размер частиц пыли, уносимой из сушилки (табл.5.5)

 

Задание 6      Заказать индивидуальное решение 

На плиточно-рамном фильтр-прессе площадью F, работающем при постоянной скорости фильтрования, за общее время цикла τ_ц получают G_ос кг/ч осадка с удельным сопротивлением r₀ и влажностью ω. Водная суспензия, содержащая х % твердой фазы, плотностью ρ_ти эквивалентным диаметром частиц d_т, поступает на фильтрование при температуре t₁. Влажный осадок после фильтрования загружают в пневматическую трубу-сушилку, где при средней температуре воздуха t₂ происходит его обезвоживание, после чего аэровзвесь направляется на разделение в циклон.

Пренебрегая сопротивлением фильтровальной перегородки, определить движущую силу в конце фильтрования, если время вспомогательных операций составляет 40 % от общего времени цикла фильтрования.

Подобрать циклон и определить диаметр трубы-сушилки. Скорость воздуха принять в n раз больше скорости витания частиц (табл.5.6).

 

Задание 7      Заказать индивидуальное решение  

В аппарат с фонтанирующим слоем твердых частиц плотностью ρ_т, подается G кг/ч воздуха. Средняя температура воздуха t ⁰С. У решетки аппарата скорость воздуха в n раз больше, а в сепарационном пространстве в m раз меньше скорости витания частиц. Отработанный воздух, содержащий х мг/м³ пыли, направляется на очистку в пылеосадительную камеру, а затем в циклон серии ЦН.

Подобрать циклон и определить:

• диаметр решетки аппарата
• средний диаметр частиц пыли, уносимой из аппарата
• число полок пылеосадительной камеры, если площадь одной полки F₁
• минимальный размер пыли, улавливаемый в циклоне и скорость ее осаждения под действием центробежной силы (табл.5.7).

 

Задание 8      Заказать индивидуальное решение 

Воздух, содержащий хмг/м³ пыли плотностью ρ_т со средним диаметром d_т при температуре t поступает на предварительную очистку в пылеосадительную камеру с расстоянием между полками h_п и площадью осаждения F м², где происходит улавливание m % твердой фазы. Затем воздух направляют в батарейный циклон с диаметром элементов d_ц.

Приняв среднюю скорость воздуха по сечению элемента от 2 до 3 м/с, а окружную w_ф м/с, определить:

• число полок и элементов в пылеосадительной камере и батарейном циклоне
• время заполнения полок пылеосадительной камеры пылью на высоту h_сл
• скорость осаждения пыли в элементах циклона под действием центробежной силы (табл.5.8)

  Посмотреть готовое решение этой задачи

 

Задание 9      Заказать индивидуальное решение 

В двухсекционном аппарате кипящего слоя с прямоугольной формой решетки шириной b происходит термообработка G кг/ч твердых частиц диаметром d_т, плотностью ρ_т. Средняя температура воздуха в первой секции t₁, во второй t₂. Площадь решетки первой секции F₁, второй F₂. Время обработки частиц в первой секции τ₁, во второй τ₁. Коэффициент псевдоожижения у решеток в обеих секциях на 20 % меньше максимального значения. Угол наклона стенок аппарата 10⁰. Отработанный воздух из аппарата со средней температуре t_ср = 0,5 (t₁ + t₂) поступает на очистку в групповой циклон, состоящий из циклонов типа ЦН.

Приняв высоту сепарационного пространства в 2 раза больше высоты взвешенного слоя в секциях, определить:

• максимальный размер пыли, уносимой из аппарата кипящего слоя;
• число циклонов и скорость осаждения в них минимальных частиц пыли под действием центробежной силы (табл.5.9).

 

Задание 10      Заказать индивидуальное решение  

С целью повышения в n раз производительности по влажному осадку, вакуум-фильтр марки Ф необходимо заменить на фильтрующую центрифугу типа ФГН. Исходная суспензия при температуре t содержит х % твердой фазы диаметром частиц d_ч, плотностью ρ_т. Удельное сопротивление осадке r₀, влажность осадка ω, толщина слоя осадка на фильтре h_ос. Движущая сила процесса фильтрования Р_вак. После фильтрования влажный осадок при помощи гидроподъемника перемещается потоком воды с температурой 20 ⁰С для последующей переработки. Концентрация твердой фазы в гидроподъемнике 20 %, скорость движения воды в 2 раза превышает скорость витания частиц.

Подобрать центрифугу и определить диаметр трубы гидроподъемника. Сопротивлением фильтровальной перегородки пренебречь (табл.5.10).