Расчет природоохранного оборудования
Основы расчета локальных средств защиты окружающей среды. Методика расчета горизонтальной песколовки, расчет циклона. Расчет тонкослойного отстойника, методика расчета пылеосадительной камеры. Расчет гидроциклона, способы расчета мокрого скруббера.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.09.2015 |
| Размер файла | 114,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт- Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)»
Кафедра инженерной защиты окружающей среды
Факультет 9
Курс 5
Группа 9632
Учебная дисциплина:
Процессы и аппараты защиты окружающей среды.
Контрольные работы № 1, 2, 3
Вариант № 8
Студент /Гринько А.В./
Санкт-Петербург 2011 г.
СОДЕРЖАНИЕ:
- Контрольная работа №1
- 1.1 Расчет горизонтальной песколовки
- 1.2 Расчет циклона
- Контрольная работа №2
- 2.1 Расчет тонкослойного отстойника
- 2.2 Расчет пылеосадительной камеры
- Контрольная работа №3
- 3.1 Расчет гидроциклона
- 3.2 Расчет мокрого скруббера
- Список использованной литературы
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
1.1 Расчет горизонтальной песколовки
Задание
Таблица 1- Задание к контрольной работе №1 часть 1
|
№ варианта |
Расход воды, м3/ч |
Концентрация, г/м3 |
Средний диаметр частиц, мм |
||
|
исходная |
конечная |
||||
|
8 |
4000 |
950 |
110 |
0,28 |
Решение:
1) Определим скорость осаждения частиц в спокойной воде w0 (гидравлическая крупность) по формуле Стокса:
, где
d - диаметр частиц песка,
сч исж - соответственно плотности частиц и воды (кг/м3);
мВ - вязкость воды песколовка циклон отстойник скруббер
м/с
2) Площадь сечения песколовки Р (м2) определяется как:
, где
Q - расход сточных вод,
u - средняя скорость движения воды м/с ( м/с);
n - количество параллельно установленных секций песколовки (n=10).
м2
3) Рабочая глубина песколовки равна:
, где
Q1 - расход воды на одну секцию песколовки
м3/с
В - ширина отстойной части песколовки (В = 0,4 м)
м
4) Длина песколовки равна:
, где
k - коэффициент, учитывающий влияние турбулентности потока и других факторов на скорость осаждения
()
м
5) Площадь зеркала воды одной секции песколовки равна:
м2
Эффективность очистки равна:
, где
С1, С2 - начальная и конечная концентрации частиц песка в воде.
%
Тогда, удельная нагрузка по воде равна:
м3/(м2*с)
Для поддержания в песколовках постоянной скорости сточной воды на выходе из песколовки устанавливают водослив с широким порогом.
6) Объем осадка, накапливаемого в контейнере песколовки равен:
,где
ДСвв - разность концентраций взвешенных веществ на входе и выходе из песколовки, кг/м3;
ц - влажность выпавшего осадка (ц = 0,6);
сос - плотность выпавшего осадка, кг/м3
кг/м3,где
свв - плотность осаждающихся взвешенных веществ, кг/м3
м3/ч
1.2 Расчет циклона
Задание
Таблица 2 - Задание к контрольной работе №1 часть 2
|
Вариант |
Тип циклона |
Пыль |
Газопылевая смесь |
Массовая доля фракций частиц, % |
|||||||||
|
Размер частиц, мкм |
|||||||||||||
|
Расход, (м3/ч) |
Т, °С |
СНАЧ, г/м3 |
0-5 |
5-10 |
10-15 |
15-20 |
20-30 |
30-40 |
>40 |
||||
|
8 |
Цн-11 |
Цемент |
5000 |
70 |
12 |
15 |
75 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
Решение:
1) Представим дисперсный состав пыли в виде суммарных процентов распределения частиц по массе в виде таблицы с размером частиц, мкм, и дисперсным составом пыли, %.
Таблица 3 - Дисперсный состав пыли
|
Размер частиц, мкм |
0-5 |
5-10 |
10-15 |
15-20 |
20-30 |
30-40 |
>40 |
|
|
Массовая доля фракций частиц, % |
15 |
75 |
3 |
2 |
2 |
2 |
1 |
2) Отложив данные из таблицы 3 на номограмму для определения группы дисперсности пылей, получим кривую АВ - график дисперсного состава пыли (рисунок 1)
Рисунок 1 - номограмма для определения группы дисперсности пылей
По номограмме находим, что приданном составе цементная пыль относится к III группе дисперсности пылей.
Найдем дисперсию пыли:
3) Определим условную скорость воздуха в поперечном сечении циклона:
, где
Q - расход газопылевой смеси;
D - диаметр циклона, м
м/с
4) Определим фракционный коэффициент очистки для частиц размером менее 5 мкм. Находим величину X для рассчитываемого циклона.
, где
d' - наибольший диаметр частиц фракции пыли, для которой определяют коэффициент очистки, мкм;
d50Ц - диаметр частиц, которые в условном циклоне улавливаются на 50%, мкм (мкм);
- характеристика полидисперсности ();
с - плотность цементной пыли (в соответствии со СП 82-101-98 кг/м3);
- динамическая вязкость газа при заданной температуре, (Па*с);
К-коэффициент, величина которого зависит от типа циклона (К=41,4);
D -диаметр корпуса циклона (D=1м).
По таблице [10, c.15] определим Фх. и далее - фракционный коэффициент очистки.
5) Аналогичным образом находим фракционные коэффициенты очистки для частиц размером менее 10, 15, 20, 30, 40 мкм. Результаты расчетов запишем в таблицу 4:
Таблица 4 - Фракционные коэффициенты очистки
|
d |
X |
Ф(Х) |
зоб, % |
|
|
d5 |
-1.05 |
0,1462 |
57,3 |
|
|
d10 |
-0.30 |
0,3821 |
69,1 |
|
|
d15 |
0.15 |
0,5593 |
78,0 |
|
|
d20 |
0.46 |
0,6772 |
83,9 |
|
|
d30 |
0.90 |
0,8159 |
90,8 |
|
|
d40 |
1.22 |
0,8888 |
94,4 |
6) Общая эффективность пылеулавливания:
Величину X' найдем по формуле:
По таблице [10, c.15] определим Ф(X/) и далее - общий коэффициент очистки воздуха от пыли в циклоне.
7) Найдем гидравлическое сопротивление циклона:
, где
- коэффициент гидравлического сопротивления циклона
ЦН-11();
qc - секундный расход газа через циклон, м3/с
Па
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
2.1 Расчет тонкослойного отстойника
Задание
Таблица 5- Задание к контрольной работе №2 часть 1
|
№ варианта |
Расход воды, м3/ч |
Концентрация, г/м3 |
Средний диаметр частиц, мкм |
||
|
Исходная |
Конечная |
||||
|
8 |
350 |
150 |
30 |
30 |
Решение:
1) Найдем гидравлическую крупность частиц по формуле Стокса с учетом поправок на изменение плотности ст и дисперсности d частиц:
, где
- плотность агрегата (частицы с присоединенным слоем воды);
- плотность частиц (принимаем для расчета р=2400 кг/м3);
- плотность сточной воды (кг/м3)
d1 - диаметр агрегата, мкм (мкм);
k0 - коэффициент стесненности (k0=0,8)
кг/м3
м/с = 0,53 мм/с
2) Среднюю скорость потока примем в зависимости от концентрации взвеси равной
3) Определяем угол продольного наклона секций, который равен:
4) Вычисляем рабочую длину отстойной секции по формуле:
, где
Н0 - диаметр труб в трубчатых секциях ()
5) Устанавливаем длину зоны осаждения:
, где
C1, С2 -- концентрации взвешенных частиц до и после осаждения;
Р - влажность осадка перед выпуском из отстойника (P=60 %).
6) Определяем число отстойных секций, которое равно:
, где
Fn - площадь поперечного сечения тонкослойного пространства, м2
7) Продолжительность отстаивания:
с
8) Объем зоны осаждения:
, где СОС - концентрация осадка.
м3
2.2 Расчет пылеосадительной камеры
Задание
Таблица 10 - Задание к контрольной работе №2 часть 2
|
Расход газа, (м3/ч) |
Размеры камеры, м |
Концентрация пыли, г/м3 |
Температура потока, °С |
Плотность частиц пыли,кг/м3 |
|||
|
Длина |
Ширина |
Исходная |
Конечная |
||||
|
70000 |
6 |
4 |
15 |
4 |
15 |
2100 |
Решение:
1) Высота пылеосадительной камеры рассчитывается по формуле:
2) Площадь осаждения камеры:
м2
3) Скорость осаждения пыли определяем по формуле:
м/с
4) Размер частиц, которые могут осесть в данной камере равен:
5) Масса пыли поступившей в аппарат и неуловленной (прошедшей аппарат) составляет:
кг/с
кг/с
6) Коэффициент очистки составит:
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №3
3.1 Расчет гидроциклона
Задание
Таблица 10 - Задание к контрольной работе №2 часть 1
|
Вариант |
Qпит м3/ч |
D м |
HЦ м |
б |
Рпит МПа |
сч кг/м3 |
ц |
|
|
8 |
72 |
0,14 |
0,16 |
150 |
0,35 |
2000 |
0,15 |
Решение:
1) Определяем производительность гидроциклона назначенных размеров:
, где
D - диаметр цилиндрической части циклона,см,
dпит - диаметр питающего штуцера, см,
dсл - диаметр сливного штуцера, см,
dшл - диаметр шламового штуцера, см,
Н - высота цилиндрической части, см;
б - угол конусности, °,
Рпит - давление воды на входе в гидроциклон, МПа.
л/с
2) Устанавливаем требуемое число напорных гидроциклонов N с учетом обеспечения расчетной производительности установки и надежности ее работы:
3) Определяем расход шлама Qшл по формуле:
л/с
4) Находим гидравлическую крупность частиц по формуле:
, где
Qnum - производительность гидроциклона, м3/с;
km - коэффициент, учитывающий влияние концентрации примесей и турбулентность потока (km = 0,04);
б - коэффициент, учитывающий затухание тангенциальной скорости, равен 0,45.
м/с
5) Рассчитываем диаметр выделяемых частиц dч, который определяется по формуле
, где
сч - плотность частиц , кг/м3 ,
ц - объемная доля частиц в суспензии,
м - динамическая вязкость воды (м= 10-3 Па*с);
с - плотность воды (с = 1000 кг/м3).
3.2 Расчет мокрого скруббера
Задание
Таблица 10 - Задание к контрольной работе №2 часть 2
|
Расход газа, м3/ч |
Частицы пыли |
Скорость газа м/с |
Диаметр капель мкм |
Плотность газа кг/м3 |
||
|
Размер, мкм |
Концентрация, г/м3 |
|||||
|
75000 |
6 |
10 |
0.95 |
650 |
1,30 |
Решение:
1) Определим площадь сечения скруббера:
, где
S - площадь сечения скруббера, м2;
V - расход очищаемого газа, м3/с;
vП -- скорость газов на выходе из аппарата (vП = 1 м/с).
м2
2) Высота противоточного скруббера
Общий расход жидкости равен:
, где
m - удельный расход жидкости, л/м3 (m = 6 л/м3)
л/с
3) При расчете для конкретных случаев применения полых скрубберов предложены уравнения, связывающие значения коэффициента очистки со значениями отдельных факторов, влияющих на работу. Так для противоточного скруббера эффективность пылеулавливания составляет:
, где
-- эффективность захвата каплями частиц определенного диаметра;
vK -- скорость осаждения капли, м/с;
dK -- диаметр капли, м;
Н -- высота скруббера, м.
4) Определим vK из уравнения:
, где
vог -- скорость движения капли относительно газов, м/с;
, где
- коэффициент
м/с
м/с
По таблице =>
Таким образом,
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ветошкин А.Г. Процессы инженерной защиты окружающей среды. Учебное пособие. - Пенза: Изд-во Пензенского гос. ун-та 2008.
2. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие.-Пенза: Изд-во Пензенского гос.ун-та 2004, 209с.
3. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки. Учебное пособие.-Пенза: Изд-во ПГУ, 2005, 210с.
4. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты газоочистки. Учебное пособие.-Пенза: Изд-во ПГУ, 2006, 201с.
5. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды.-М.: Химия, 1989.- 435 с. : ,
6. Тимонин А.С. Основы расчета и конструирования химико-технологического и природоохранного оборудования. Справочник в 3 т.-Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2002. . .
7. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для студ. хим.- технол. спец. Вузов. - 9-е изд. испр. - М.: Альянс, 2004. - 750 с. и др. годы издания).
8. С.Ф.Гребенников, Г.К. Ивахнюк, В.К. Крылов, А.Т. Кынин. Теоретические основы расчета локальных средств защиты окружающей среды: Учебное пособие для экологических специальностей технических вузов, СПб.: СПбГУТД, 2004. - 157 с.
9. Романков П.Г.,Фролов В.Ф., Флисюк О.М. Курочкина М.И. Методы расчета процесов и аппаратов химической технологии.-СПб.Химия, 1993. -496 с.
10. Замураев А.Е. Расчет пылеуловителей ч.1 - методические указания - Екатеринбург, 2006
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методика выполнения измерений: сущность, аппаратура, образцы, методика испытания, обработка результатов. Теоретические основы расчета неопределенности. Проектирование методики расчета неопределенности измерений. Пример расчета и результаты измерений.
курсовая работа [296,2 K], добавлен 07.05.2013Методика расчета высоковакуумной магистрали. Порядок расчета газовых колонок, выбор и обоснование откачных средств. Расчет проводимости соединительных трубопроводов и оценка совместимости откачных средств. Определение быстроты откачки в трубопроводах.
курсовая работа [367,4 K], добавлен 28.12.2009Тепловой расчет дизеля без наддува: параметры рабочего тела, окружающей среды и остаточные газы. Методика построения индикаторных диаграмм. Порядок проведения динамического, кинематического расчета. Уравновешивание двигателя и необходимые расчеты.
курсовая работа [87,3 K], добавлен 12.10.2011Определение коэффициентов теплопроводности слоев. Расчет суммарного термического сопротивления, суммарного коэффициента теплопередачи от внутреннего воздуха к внутренней стенке, ряда параметров приблизительного расчета. Выполнение окончательного расчета.
контрольная работа [157,7 K], добавлен 06.12.2009Методика теплового расчета подогревателя. Определение температурного напора и тепловой нагрузки. Расчет греющего пара, коэффициента наполнения трубного пучка, скоростных и тепловых показателей, гидравлического сопротивления. Прочностной расчет деталей.
курсовая работа [64,6 K], добавлен 05.04.2010Технологический, тепловой, аэродинамический расчет камер для высушивания сосновых пиломатериалов. Определение режима сушки. Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера. Методика расчета потребного напора вентилятора. Планировка лесосушильного цеха.
курсовая работа [889,5 K], добавлен 24.05.2012Анализ гидравлического расчета водопроводной сети. Рассмотрение особенностей методики проектирования и технико-экономического расчета устройств противопожарного водопровода. Этапы расчета расхода воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды.
дипломная работа [423,7 K], добавлен 15.11.2012Особенности силового расчета механизма. Анализ метода подбора электродвигателя и расчета маховика. Построение кривой избыточных моментов. Характеристика и анализ схем механизмов поршневого компрессора. Основные способы расчета моментов инерции маховика.
контрольная работа [123,0 K], добавлен 16.03.2012Расчет и профилирование элементов конструкции двигателя: рабочей лопатки первой ступени осевого компрессора, турбины. Методика расчета треугольников скоростей. Порядок определения параметров камеры сгорания, геометрических параметров проточной части.
курсовая работа [675,3 K], добавлен 22.02.2012Классификация насосов по энергетическим и конструктивным признакам. Схема центробежного насоса. Методика конструктивного расчета основных параметров насоса. Конструктивные типы рабочих колес. Алгоритм расчета профилирования цилиндрической лопасти.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 11.03.2013Описание устройства и работы привода. Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Методика расчета передач, подбор муфт и подшипников. Расчет валов на выносливость, элементов корпуса, квалитетов точности, назначение посадок и шероховатостей.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 23.10.2014Марка и расчетные характеристики резервуара. Особенности проверочного расчета стенки резервуара на прочность. Расчет предельного уровня налива нефтепродуктов в резервуар. Расчет остаточного ресурса резервуара. Анализ результатов поверочного расчета.
контрольная работа [48,7 K], добавлен 27.11.2012Понятие, сущность, назначение, материальный и тепловой баланс сушки. Технические характеристики и устройство распылительной сушилки. Методика расчета скрубберов Вентури. Программа расчета энтальпии сгорания топлива на языке программирования Turbo Pascal.
курсовая работа [119,8 K], добавлен 29.06.2010Применение аэрируемых песколовок для удаления из сточных вод песка. Расчет песковых площадок и бункеров. Гидравлический расчет трубопроводов. Материальный баланс, выбор конструкционного материала. Подбор устройства для удаления осадка из песколовки.
реферат [201,5 K], добавлен 16.06.2012Общая характеристика и принцип работы холодильной установки молочного завода, ее технико-экономическое обоснование. Методика расчета строительной площади холодильника. Тепловой расчет принятого холодильника. Расчет и подбор камерного оборудования.
курсовая работа [94,0 K], добавлен 03.06.2010Методика расчета ступени центробежного компрессора по исходным данным. Расчет параметров во входном и выходном сечениях рабочего колеса и на выходе из радиального лопаточного диффузора. Расчет параметров на входе в осевой диффузор и на выходе из него.
курсовая работа [334,5 K], добавлен 03.02.2010Методика и порядок расчета привода подъемно-качающегося стола, предназначенного для передачи слитка с одного ручья прокатного стола на другой. Кинематический анализ механизма. Построение планов скоростей и расчет моментов. Методика выбора муфты.
курсовая работа [428,6 K], добавлен 03.04.2009Расчет открытого и напорного гидроциклона. Пример расчета гидроциклонов при очистке сточных вод прокатных производств. Расчет многоступенчатой гидроциклонной установки для осветления сточных вод доменной газоочистки. Гидроциклон простейшей конструкции.
курсовая работа [249,1 K], добавлен 17.01.2011Расчет закрутки последней ступени. Профилирование рабочей лопатки по результатам расчета закрутки. Геометрические характеристики профиля турбинной лопатки. Проектирование и расчет елочного хвостовика. Расчет критического числа оборотов ротора турбины.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.11.2009Расчетный вращающий момент. Методика проектного расчета муфты. Прочностные и проверочные расчеты. Удельная работа трения, давление. Тепловой расчет муфты. Повышение температуры пары трения за одно включение. Расчет на прочность деталей муфты сцепления.
контрольная работа [91,4 K], добавлен 24.01.2011
