Расчет мощности, потребляемой мешалкой

Расчет производим по критериальному уравнению:

Определяем модифицированные критерии подобия:

 

Критерий Рейнольдса Критерий Эйлера

 

где n´ - частота вращения мешалки, с^-1;

d_м - диаметр мешалки, м;

ρ_с - плотность суспензии, кг/м³;

N - потребляемая мощность;

μ_ж - вязкость суспензии, Па∙С.

Частоту вращения лопастной мешалки принимаем согласно задания.

Вязкость 40% раствора этилового спирта в воде при температуре 20°C

μ_ж = 3∙10^-3 Па∙C.

Вязкость суспензии: μ_с = μ_ж (1+2,5φ),

где φ - объемная доля адсорбента

Плотность суспензии ρ_с= ρ_а φ+ ρ_ж(1-φ),

где ρ_а - плотность адсорбента, ρ_а = 1400 кг/м³;

ρ_ж - плотность 40% этилового спирта, ρ_ж = 950 кг/м³.

Диаметр мешалки: d_м = 0,33 ∙ D_{ад .}, м.

Определяем критерий Рейнольдса и по графику, рис. 8.6, по кривой 1 (1) находим число Эйлера, а затем потребляемую мешалкой мощность N:

Вт

Мощность в пусковой момент в 3 - 4 раза превышает потребляемую:

Вт

Установочная мощность при КПД передачи 0,9 и запасе мощности 20 %:

Вт

Таблица 8.1 – Индивидуальные задания

Вариант	Производительность V´с, дал*/час	Диаметр адсорбера Dад., м	Число оборотов мешалки n, об/мин,
		1,0
		1,1
		1,2
		1,1
		1,1
		1,4
		1,1
		1,15
		1,2
		1,20
		1,1
		1,4
		1,1
		1,15
		1,2
		1,20
		1,1

 

Рисунок 8.1 – Общий вид адсорбера

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА   Адсорбер предназначен для очистки сортировки активированным углем · Производительность адсорбера по сортировке составляет Vс,м3/ч · Поверхность теплообменника F, м2 · Адсорбер реакторного типа с лопастной мешалкой с электроприводом. · Давление в адсорбере атмосферное · Давление в рубашке Р · Детали адсорбера соприкасающиеся с сортировкой изготовлены из стали 1*18

РАСЧЕТНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 9

Расчет абсорбера

Задание

В производстве кукурузного крахмала из смеси воздуха и двуокиси серы (SO₂) в количестве G кг/с, содержащей двуокиси серы у_Н, % (масс.), двуокись серы поглощается водой.

Содержание SO₂ в воде на входе в абсорбер х_Н = 0 и на выходе из него х_к, % (масс.). Степень извлечения SO₂ из газа – j, %.

Определить расход воды на поглощение SO₂. В производстве кукурузного крахмала из смеси воздуха и двуокиси серы (SO₂) в количестве G, кг/с, содержащей двуокиси серы у_Н, % (масс.), двуокись серы поглощается водой.

Содержание SO₂ в воде на входе в абсорбер х_Н = 0 и на выходе из него х_к,% (масс.). Степень извлечения SO₂ из газа – j, %.

Определить расход воды на поглощение SO₂.

Массовые составы жидкости и газа

1. Массовые составы жидкости и газа на входе в аппарат и выходе из него по формулам

; .

Жидкая фаза:

на входе в абсорбер

на выходе из абсорбера кг SO₂/кг воды.

Газовая фаза:

на входе в абсорбер кг SO₂/кг воздуха

на выходе из абсорбера кг SO₂/кг воздуха.

2. Определяется количество SO₂,поглощаемое водой в абсорбере (М, кг)

кг/с.

3. Расход воды на поглощение SO₂ находится из уравнения материального баланса

, кг/с.

Индивидуальные задания приведены в таблице 9.1

Таблица 9.1 – Индивидуальные задания

Вариант	G, кг/с	хк, % (масс.)	уН, % (масс.)	j, %
	0,28	2,2
	0,29	2,3
	0,30	2,4
	0,31	2,5
	0,32	2,6
	0,33	2,7
	0,34	2,8
	0,35	2,9
	0,36	3,0
	0,27	3,1
	0,26	3,2
	0,25	2,5
	0,28	2,6
	0,29	2,8
	0,30	2,9
	0,31	3,0
	0,32	3,1

Пример выполнения задания

В производстве кукурузного крахмала из смеси воздуха и двуокиси серы (SO₂) в количестве G = 0,3 кг/с, содержащей двуокиси серы у_Н = 48% (масс.), двуокись серы поглощается водой.

Содержание SO₂ в воде на входе в абсорбер х_Н = 0 и на выходе из него х_к =2,5% (масс.). Степень извлечения SO₂ из газа – 85%.

Определить расход воды на поглощение SO₂.

Решение

1. Рассчитываются относительные массовые составы жидкости и газа на входе в аппарат и выходе из него по формулам

; .

Жидкая фаза:

на входе в абсорбер

на выходе из абсорбера кг SO₂/кг воды.

Газовая фаза:

на входе в абсорбер кг SO₂/кг воздуха

на выходе из абсорбера кг SO₂/кг воздуха.

2. Определяется количество SO₂,поглощаемое водой в абсорбере (М, кг)

кг/с.

3. Расход воды на поглощение SO₂ находится из уравнения материального баланса

 

 

кг/с.

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №10

Расчет теплообменника «труба в трубе»

Задание

Определить необходимую поверхность теплопередачи теплообменника «труба в трубе» для нагревания G кг/ч продукта от t₁ ⁰С до t₂ ⁰С водяным паром давлением Р_П Мпа. Средняя теплоемкость массы С Дж/кг^.К, коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту Вт/ м^2.К, температура стенки tст ⁰С потери тепла в окружающую среду 3%.

Индивидуальные задания приведены в таблице 10.1

Таблица 10.1 – Индивидуальные задания

Вариант	G, кг/ч	С, Дж/кг.К	t1	t2	Вт/ м2.К	tП 0С	tст 0С
						81,33
						85,94
						89,95
						93,50
						96,71
						99,62
						104,80
						109,31
						113,31
						116,93
						120,23
						99,62
						104,80
						109,31
						113,31
						116,93
						120,23

Пример выполнения задания

Определить необходимую поверхность теплопередачи одноходового кожухотрубного теплообменника для нагревания томатной массы в количестве G=4000 кг/ч от t₁ = 20⁰С до t₂ = 90⁰С водяным паром температурой t_П = 106⁰С.

Средняя теплоемкость массы С = 4000 Дж/кг^.К, коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту =800 Вт/ м^2.К, tст = 62,4 ⁰С потери тепла в окружающую среду принять равными 3%.

Решение

1. Определяется тепловая нагрузка теплообменника с учетом теплопотерь

2. Находится средняя движущая сила процесса

 

Рис.10 – Температурный графир

 

3. Рассчитывается температура пленки конденсата

.

4. Определяется коэффициент теплоотдачи α₁ при конденсации водяного пара ,

где λ – теплопроводность пленки конденсата, Вт/ м^.К;

ρ – плотность конденсата, кг/м³;

r – теплота конденсации, Дж/кг;

H – рабочая высота вертикальной трубки, м;

μ – динамический коэффициент вязкости конденсата Па^.с;

Δt(Δt_ПЛ) – разность температур пара и стенки, К.

Параметры λ, ρ, μ выбираются из таблицы физических свойств воды по температуре пленки.

Параметр r – из таблицы насыщенного водяного пара

Все параметры плеки конденсата принять по таблицам приложения 10.1.

Но так как, у нас температура пленки t_ПЛ <120⁰С, то для определения коэффициента теплоотдачи α₁ можно воспользоваться формулой:

Вт/ м^2.К.

3. Находится коэффициент теплопередачи (Вт/ м^2.К)

 

3. Рассчитывается необходимая поверхность теплопередачи из основной кинетической закономерности

4.

;

;

м².

Приложение 10.1

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: