Контрольная работа на тему КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 160217-06

Шифр студента Т-1529.
Содержание


Вопрос №21 3
Вопрос №70 6
Вопрос №78 8
Вопрос №130 12
Вопрос №161 14
Задача 1 20
Задача 2 22
Задача 3 24
Задача 4 26
Список используемой литературы 28

Вопрос №21

Процесс фильтрования в барабанном вакуум-фильтре
Ответ:
При проектировании данных аппаратов на прочность следует рассчитывать все основные компоненты: парное соединение цапф с торцовой стенкой (барабан с цапфами для проведения расчетов рассматривают как балку на двух опорах); торцевая стенка барабана (расчетная схема стенки выглядит как круглая пластина с расположенными радиально ребрами жесткости, в центре пластины цапфа передает сосредоточенный момент, а наружный контур торцевой стенки принят для расчетов как защемленный); обод барабана цилиндрической формы, подвергающийся воздействию гидростатического давления со стороны суспензии; усилие от механизма сбора осадка и изгибающий момент, возникающий благодаря силе тяжести самого барабана.
Барабанный вакуум-фильтр представляет собой вращающийся цилиндрический перфорированный барабан, покрытый металлической сеткой с прилегающей к ней фильтровальной тканью.
В химической промышленности чаще всего применяются барабанные вакуум-фильтры, имеющие наружную фильтрующую поверхность. Такие фильтры характеризуются простотой в эксплуатации, хорошей скоростью фильтрации, а также пригодностью для обработки различных видов суспензий [6, с. 56].
Расчет фильтров для суспензий производится в два этапа. Сначала необходимо определить общую поверхность фильтрации и в зависимости от него выбирают число фильтров, а также их типоразмер. Следующий этап заключается в уточнение производительности выбранного фильтрата, а также количества фильтров.
Зона I является зоной фильтрования, а также подсушки осадка. В этой зоне ячейки соединяются с линией вакуума. По действием перепада давления фильтрат проходить через фильтровальную ткань, перфорацию барабана и сетку в середину ячейки. После этого фильтрат по трубе выводится из аппарата. При этом на наружной поверхности ткани происходит формирование осадка. Когда ячейки выходят из суспензии, осадок частично подсушивается.


Рисунок 1 – Чертеж барабанного вакуум-фильтр с наружной фильтрующей поверхностью
Зона II – зона, в которой проходит промывка осадка и его сушка. В этой зоне ячейки соединины с линией вакуума. Устройство подает промывную жидкость, проходящую через осадок, а после этого по трубам выводится из аппарата. В тех местах, где жидкость не поступает, осадок высушивается.
Зона III является зоной съема осадка. В этой зоне ячейки соединяются с линией сжатого воздуха для разрыхления осадока и облегчения его удаления. После этого при помощи ножа осадок снимается с поверхности ткани.
Зона IV – зона, в которой происходит регенерация фильтровальной перегородки при помощи продувки сжатым воздухом, что освобождает ее от твердых частиц, которые остались на перегородке после предыдущих стадий.
После окончания всех этапов цикл повторяется. На всех участках фильтра операции происходят последовательно, но участки работают вне зависимости друг от друга. Таким образом, процесс фильтрации протекает непрерывно. В процессе вращения барабана ячейки проходят мертвые зоны, где они отсоединены от источника вакуума и сжатого газа.
В корыте для суспензии происходит процесс осаждения твердых частиц под действием силы тяжести. При этом процесс происходит в направлении противоположном направлению движения фильтрата. Из-за этого возникает необходимость перемешивать суспензии мешалкой.
В качестве исходных данных для расчета фильтра используется необходимая производительность по фильтрату, а также массовая концентрация твердых веществ в суспензии и перепад давления при промывке и фильтровании. Помимо этого, в процессе экспериментов необходимо определить такие константы фильтрования, как влажность осадка после фильтрации, удельное сопротивление осадка и фильтровальной перегородки, продолжительность процесса сушки осадка и высоту слоя осадка. Данные исследования проводятся на лабораторной ячейке.

Вопрос №70

Определение тепловых нагрузок для конкретных условий теплообмена
Ответ:
Тепловой расчет теплообменника заключается в определении площади теплопередающей поверхности теплообменника по формуле:


т.е. в предварительном определении величин Q, K, tcp. Для этих расчетов необходимо определить физические параметры теплоносителей. Для воды физическими параметрами будут: теплоемкость, коэффициент теплопроводности, плотность, коэффициент вязкости; для пара – удельная теплота парообразования. Для определения физических параметров часто используют метод интерполяции.
Тепловую нагрузку аппарата и расход горячего теплоносителя определяем из уравнения теплового баланса при нагреве холодного теплоносителя при конденсации водяного насыщенного пара:
Qпр = D ? r;
Qрасх = 1,05 ? G ? с(t2 – t1)
где D – расход греющего пара, кг/с; r – теплота парообразования (конденсации), Дж/кг; 1,05 – коэффициент учитывающий потери тепла в размере 5%; G = V ? r – массовый расход воды, кг/с; V – объемный расход воды, м3/с; r – плотность воды, кг/м3; t1, t2 – начальная и конечная температура воды, 0С; с – средняя удельная теплоемкость воды, Дж/(кг?К).
Среднюю разность температур, будем определять так же, как при противотоке, а затем вводить поправку в виде коэффициента e, т.е. ?tср = e ? ?tпротив. В случае конденсации пара на трубах расчет будет одинаков как для прямотока, так и для противотока, а значение коэффициента e можно принять равным 1. Для определения ?tср находим ?tmax, ?tmin, их отношение и ?tср по среднеарифметической или по среднелогарифмической формулам [3, с. 34].
Если сравнить простейшие тепловые расчеты двух теплообменных аппаратов различных типов, но одинаковой тепло