Расчет отстойников. Определение площади осаждения.

1. Определение плотности смеси жидкость –твердое. Определение плотности осадка суспензии.

𝜌_ТВ-плотность твердого компонента,

𝜌_ж – плотность жидкого компонента,

x_см – массовая доля твердого компонента в смеси

Условием получения абсолютно осветленной жидкости является равенство скорости осаждения наиболее мелкой частицы и скорости восходящего потока осветленной жидкости. Скорость осаждения рассчитывают одним из трех методов приведенных в предыдущей лекции.

После определения 𝜔_ос. По соответствующим методикам, эту скорость делят на два:

;

Где 𝜔_в- скорость восходящего потока

В реальных условиях имеет место стесненное осаждение, а не одиночное, для которого выведена формула.

Поверхность осаждения рассчитывают используя уравнение расхода , согласно которому количество осветленной жидкости может быть посчитано:

=

Можно найти 𝘥(диаметр)

Производительность отстойника по осветленной жидкости не зависит от высоты отстойника и определяется поверхностью осаждения.

Общий принцип расчета отстойника:

1. По формулам материального баланса и исходным данным, по какому либо материальному потоку рассчитывают G_осв

2. Если предполагается полное разделение , то есть x_осв=0, то 𝜌_осв=𝜌_ж

3. Далее рассчитываем V_осв.

4. По размеру наиболее мелкой частицы рассчитывают фактическую скорость осаждения.

5. По уравнению расхода рассчитывают площадь осаждения, если отстойник круглый, то рассчитывается его диаметр.

6. Разделение системы «жидкость – жидкость» (эмульсии) под действием силы тяжести.

7.

8. Разделение системы «газ – твердое»

9. 1 Гравитационная очистка газов.

10. Очистка в отстойном газоходе (предварительная очистка) для оценки степени очистки газа от пыли, является показатель степени очистки – η

11.

12. - количество уловленной пыли

13. - количество общей пыли

; у_н ,у_к –массовые доли твердого в исходном и отходящем газе

газоход:

Принцип работы:

В газоходе с загрязненным газом, движущемся со скоростью 𝜔₀, устанавливают расширение, происходит снижение скорости 𝜔₁<𝜔_0, при этом сила тяжести становится больше чем сила горизонтального движения. Частицы начинают собираться в бункерах, где периодически выгружаются, кроме того внутри расширенной части устанавливают перемычки, которые приводят к резкому изменению направления потока, то есть дополнительно возникают инерционные силы; таким образом отстойный газоход использует силу тяжести и силу энергии.

Пылеосадительная камера:

Запыленный газ заходит в камеру, распределяется , начинает движение между полок., сбивается экраном и удаляется.

з этого уравнения можно рассчитать расстояние между полочками.

;

спользуя уравнение расхода можем записать:

=H·b· =𝘩·b·n· = =L·b· = · ;

– рассчитывается по соответствующим формулам для различных режимов. Обычно задается V_з.г. и рассчитывается значением 𝜔_ос. По этим величинам с использованием соответствующих формул можно рассчитать любые параметры аппарата (L, b, H)

При расчете скорости осаждения необходимо исходить из оптимального значения размера частиц. Если вести расчет по самой мелкой частице это приведет к значительному увеличению размеров аппарата, при этом скорость газа будет минимальной. И наоборот, если рассчитывать только на крупные- газ останется с мелкой пылью. Обычно такие камеры используют для предварительной очистки.

2 За счет разности давлений в ходе пропускания через пористую перегородку.

Такой способ осуществления процесса разделения называется ФИЛЬТРОВАНИЕМ. В ходе фильтрования систем жидкость – твердое образуется фильтрат, то есть то, что проходит через перегородку и осадок, то что не проходит.

При расчете материального баланса для осадка используют показатель – влажность осадка:

= 1-

Методы создания движущей силы:

В общем случае движущая сила будет определяться разностью давлений над перегородкой и под перегородкой ∆Р ; Препятствием для осуществления процесса фильтрации помимо сопротивления фильтрующей перегородки, оказывает сопротивление процессу фильтрования и Методы:

1) Фильтрование под давлением, в этом случае ∆Р=3÷10 атм.технических.

Нс- высота слоя суспензии в фильтре; ρс- плотность суспензии ∆Р=Ризб+Ратм+ ρ∙g∙h-Ратм

2.Фильтрация под наливом. В этом случае движущей силой служит ρ∙g∙h.

∆Р=1 атм.техническая Движущей силой процесса будет являться ρ∙g∙h.

3.Фильтрование под вакуумом.

∆Р= )= +

Движение жидкости через неподвижные, зернистые и пористые слои - через слой осадка.

Характеристики зернистого слоя:

1. Дисперсность – фракционный состав зернистого слоя (монодисперсные частицы это частицы одинакового размера, полидисперсные это частицы разного размера).

2. Удельная поверхность – суммарная поверхность зернистого материала на единицу объема этого материала.[a]=

3. Порозность – доля свободного объем

V=S∙h

а.

Степень порозности для каждого вида осадка определяется экспирементально, через неё выражают все остальное.

ε= = ;

-S∙h∙(1-ε);

;

Поверхность твердых частиц можно рассчитать по удельной поверхности:

, где это поверхность частиц.

При выводе расчетных формул поверхность частиц зернистого слоя принимают равной поверхности образования.

Количество жидкости отнесенное к площади поперечного сечения.

4.Фиктивная скорость это скорость отнесенная ко всему сечению аппарата:

V=S∙ =ω ; Фактическая скорость движения жидкости в канале умноженная на площадь сечения каналов.

V=S∙ =ω =S∙ε∙ω;

S∙ = S∙ε∙ω, тогда ω= , где фиктивная скорость, а ω- фактическая скорость.

5. Эквивалентный диаметр каналов

=

6.Гидравлическое сопротивление зернистого слоя – слоя осадка.

;

коэффициент сопротивления, зависит от режима движения жидкости по каналам.

Для ламинарного режима ( ):

Для турбулентного режима ( 7200):

Для промежуточного режима ( )

7.Коэффициент формы:

Φ= ; ;

поверхность шара, поверхность частицы

Удельная поверхность через фактор формы:

Для ламинарного режима движения:

при условии что

· ·

=

-полное сопротивление осадка. = ·h, где h толщина слоя.