Приобретение навыков по выбору и расчету циклонов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа № 1.

Приобретение навыков по выбору и расчету циклонов

Исходные данные

Расчет:

1. Определяем оптимальную скорость движения газа wопт для циклона ЦН-11 (табл. 1.1 методического пособия).

2. Рассчитываем диаметр циклона:

Округляем полученное значение до ближайшего типового значения и принимаем

3. Рассчитываем действительную скорость потока в циклоне:

где N - число циклонов; w не должно отклоняться от wопт более чем на 15%.

4. Рассчитываем коэффициент гидравлического сопротивления:

где - коэффициенты, зависящие от D, свх и типа циклона (табл. 1.2 и 1.3 методического пособия);

R500 - коэффициент гидравлического сопротивления при D=500 мм (табл. 1.4 методического пособия). скорость движение газ адсорбция

5. Рассчитываем значение гидравлического сопротивления:

6. Определяют эффективность очистки:

где табличная (табл. 5 методического пособия) функция параметра x:

Значение определяется по формуле:

где плотность частиц; вязкость, скорость потока; ; ; (индекс т означает типовое значение параметра); значение приведено в табл. 1.6 мет. пос.

7. Осуществляем выбор циклона. Расчетное меньше требуемого

, поэтому необходимо установить два циклона последовательно, тогда

где эффективность одного циклона; эффективность двух последовательных циклонов.

8. Рассчитываем конструктивные размеры циклона в мм (рис. 1.2, табл. 1.7 метод. пособ.) в соответствии с диаметром D (в мм) выбранного циклона:

где конкретный параметр циклона (диаметра d, ширина b, высота H и т.д.); k - коэффициент пропорциональности (табл.1.7 метод. пособ.)

9. Радиус улитки рассчитывается по формуле:

где ширина входного патрубка;

10. Чертим схему циклона ЦН-11 с конструктивными размерами (в мм).

Рис. 1 Схема циклона ЦН-11

Аппараты физико-химической очистки газов.

Расчет процессов и аппаратов адсорбции газов.

Цель работы: Приобретение навыков по выбору и расчету адсорберов.

Исходные данные

Расчет:

1. Выбирают рабочую температуру (минимально возможную) и тип сорбента. Выбор сорбента проводится по изотерме адсорбции при данных t и c0. В данной расчетной

работе параметры сорбента приведены в таблице исходных данных (вариантов).

Применяем для нейтрализации вредных примесей схему 3. t = 450.

2. Рассчитываем коэффициент диффузии примеси в воздухе:

где T - температура потока (принимаем 293К); P - давление, Па (принимаем105Па); VmA, VmB, MA и MB - мольные объемы (см3/моль) и массы (кг/кмоль) соответственно примеси (А) и воздуха (В). Для воздуха: VmB=29,9 см3/моль; MB=29 кг/кмоль.

3. Рассчитываем коэффициент массопередачи:

где D - коэффициент диффузии, м2/с; 0 - скорость газового потока, поступающего в адсорбер, принимаем 0=0,5 м/с; - кинематическая вязкость очищаемого газа, м2/с (для воздуха, при 20C: кинематическая вязкость =1610-6 м2/с, плотность =1,2 кг/м3); dз - размер зерна сорбента, м.

4. Время процесса адсорбции:

где c - концентрация адсорбируемого вещества в адсорбенте, равновесная с концентрацией потока, c=н, кг/м3; L- высота слоя адсорбента, принимаем L=1м. Коэффициент b определяется в зависимости от концентрации примеси на входе адсорбера c0 (кг/м3), и требуемой концентрации примеси на выходе адсорбера с1 (табл. 5.1). Принимаем с1=1мг/м3=10-6 кг/м3.

5. Минимально необходимая масса сорбента:

где - статическая поглотительная способность сорбента в рабочих условиях,

кг/кг; Кз=1,2 - коэффициент запаса.

6. Коэффициент формы зерен, учитывающий неравную доступность всей поверхности зерна обдувающему потоку:

где диаметр и длина зерен, мм. При получим:

7. Пористость слоя сорбента:

где кажущаяся и насыпная плотность сорбента, кг/м3

8. Эквивалентный диаметр зерен:

где диаметр зерен, м; П - пористость слоя сорбента.

9. Коэффициент гидравлического сопротивления:

10. Критерий Рейнольдса Re, учитывающий характер потока:

где о=0,5 м/с; г=1,2 кг/м3; =19,210-6 Пас.

11. Определяют скорость потока газа через адсорбер в зависимости от падения давления, параметров сорбента и газа:

где падение давления, Па.

12. Диаметр адсорбера:

13. Длина (высота) слоя сорбента:

14. Высота аппарата:

15. Схема аппарата представлена на рис. 2

Фильтрация сточных вод.

Расчет зернистых фильтров.

Цель работы: Приобретение знаний и навыков по расчету зернистых фильтров.

Исходные данные

Расчет:

1. Получаем исходные данные: Qр=14000 м3/сут, с=12 мг/л, N-? (табл. 8.1-в методичке такой таблицы нет). Назначаем число промывок фильтров в сутки n:

n=2 при с20 мг/л.

2. Рассчитываем циркуляционный (промывочный) расход Qц в зависимости от числа промывок фильтров в сутки.

Qц=0,05Qр, при n=2 .

3. Определяем расчетную скорость фильтрования:

где скорость фильтрования при форсированном режиме принимается =12-14 м/ч, m - число фильтров, находящихся в ремонте или на промывке, принимается m=2 при N20 и m=3 при N20.

Принимаем N=5

4. Определяем суммарную площадь фильтров:

где продолжительность простоя одного фильтра при промывке принимается t = 0,5-0,6 ч.

5. Определим площадь одного фильтра:

Из конструкционных соображений площадь одного фильтра должна быть не более 50 м2. Если F50 м2, тогда необходимо исходное число фильтров увеличить на 2 и повторить расчет по п. 3-5 до достижения условия F50 м2, учитывая, что m=3 при N20.

6. Определим диаметр одного фильтра:

7. Высота фильтра:

где h1, h2, h3 - соответственно высота слоя гравия, песка и осветленной воды. Принимаем h3=h1.

8. Схема зернистого фильтра с размерами представлена на рисунке 3.

Биохимическая очистка сточных вод.

Расчет аэротенка.

Цель работы: Приобретение знаний и навыков по расчету процессов и сооружений биологической очистки сточных вод.

Исходные данные

Расчет:

1. Длительность аэрации рассчитывается по формуле:

где БПКполн поступающей сточной и очищенной воды, мг/л; концентрация ила в аэротенке, г/л; - скорость окисления загрязнения на 1 г сухой биомассы, мг (БПК)/(гч).

2. Удельный расход воздуха:

где z=2мг(О2)/мг(БПК) - удельный расход кислорода; k1 - коэффициент, учитывающий тип аэратора, являющейся функцией площади, занятой аэраторами

по отношению к площади зеркала воды в аэротенке; k2=h0,67 - коэффициент,

учитывающий глубину погружения аэратора (например, h=3 м); n1 - коэффициент, учета температуры (например, при t=24С, табл. 15.1 мет. пос.); n2 - коэффициент качества воды; с - растворимость кислорода, b - допустимая минимальная концентрация кислорода, которая не лимитирует скорости окисления, принимаем b=3 мг/л.

3. Объем аэротенка:

где расход сточной воды, .

4. Конструктивные размеры аэротенка можно принимать из конструкционных соображений, в зависимости от объема сооружения:

4.1. Рабочая глубина H принимается из типовых размеров (например, H=3,2 м).

4.2. Площадь зеркала воды в аэротенке:

4.3. Длину аэротенка определяем по формуле:

Полученное значение L округляем до ближайшего значения, кратного шагу длины коридора (6м).

Принимаем

4.4. Ширина аэротенка:

Полученное значение B округляем до ближайшего значения, кратного типовым размерам ширины коридоров (), при этом число коридоров должно получиться 2, 3 или 4:

5. Начертим схему аэротенка (рис. 15.1) с конструкционными размерами.

Размещено на Allbest.ru