ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Изучение конструкций контактных массообменных устройств, технологический расчет тарельчатой колонны

С применением системы инженерных расчетов MathCAD определить основные габаритные размеры колонны (диаметр D и высоту Н), проверить ее работоспособность, определить суммарное гидравлическое сопротивление колонны. Принять:

- плотность паров рп = 3.5 ^9.5 кг/м3;

- плотность жидкости рж = 650^950 кг/м3;

- поверхностное натяжение жидкости на границе с паром сж = 0.02^0.06 Н/м;

- вязкость жидкости дж = 0.005 Пас;

- вязкость паров дп = 5 10-5 Пас;

- давление в колонне - атмосферное;

- вспениваемость жидкости - средняя;

- отбойник в колонне - горизонтальный, из металлической сетки.

Остальные исходные данные для расчета приведены в таблице 7.4.

В отчет о выполнении задания включить формулировку задачи и необходимые комментарии к расчетным формулам.

Таблица 7.4 Исходные данные для расчета тарельчатой колонны

варианта

Тип

тарелок

Нагрузка по пару Оп, т/ч

Нагрузка по жидк. Ож, т/ч

Число теор. ступ. изм-я концентр. N

1

колпачковая

5

4

10

2

>> 

15

13

12

3

>> 

18

16

13

4

>> 

25

22

14

5

>> 

35

31

16

6

>> 

45

39

18

7

>> 

55

48

20

8

>> 

65

55

20

9

клапанная

20

18

8

10

>> 

24

21

10

11

>> 

28

24

12

12

>> 

32

27

14

13

>> 

36

30

16

14

>> 

40

42

18

15

>> 

44

39

20

16

>> 

48

44

22

17

ситчатая

10

9

9

18

>> 

16

15

10

19

>> 

22

20

11

20

>> 

28

26

12

21

>> 

34

32

13

22

>> 

40

37

14

23

>> 

46

43

15

24

>> 

52

49

16

25

решетчатая

30

28

6

26

>> 

35

33

7

27

>> 

40

38

8

28

>> 

45

43

9

29

>> 

50

47

10

30

>> 

55

53

11

31

>> 

60

57

13

32

>> 

65

61

15

Контрольные вопросы

1. С помощью какого устройства осуществляется ввод парожидкостной смеси в тарельчатую колонну? Как вводится флегма?

2. Как монтируются неразборные тарелки в царгу тарельчатой колонны? Как монтируются элементы разборных тарелок?

3. Почему в тарелках с переливными устройствами стремятся организовать прямоточное движение пара и жидкости? Какая конструкция тарелок наиболее приспособлена для этого?

4. Почему слой насадки в насадочных колоннах секционируют и для чего применяют распределительные тарелки?

5. Какие насадки рекомендуются к применению в колоннах, работающих под давлением, и какие - в вакуумных колоннах?

7.5 Изучение конструкций, технологические расчеты сушилок непрерыв­ного действия

С применением системы инженерных расчетов MathCAD определить:

- диаметр, длину, необходимую частоту вращения стандартного барабана для сушки песка топочными газами, время пребывания материала в барабане и продол­жительность сушки, максимальный диаметр частиц, уносимых потоком газов, см. таблицу 7.5.1;

- необходимые размеры газораспределительной решетки и сепарационной зоны сушилки взвешенного слоя для сушки соли KaCl подогретым воздухом, продолжи­тельность сушки и среднее время пребывания частиц материала в зоне сушки, см. таблицу 7.5.2;

- диаметр и длину сушильного валка, необходимые для контактной сушки пас­ты гидрокарбоната натрия, необходимый расход греющего пара, см. таблицу 7.5.3.

В отчет о выполнении задания включить формулировку задачи и необходимые комментарии к расчетным формулам.

Обозначения к таблицам:

Он, G - производительность сушилки по влажному и сухому материалу;

ин, ик - начальное и конечное влагосодержание материала;

рм, Рн - коэффициенты заполнения барабана материалом и насадкой; 5у - доля уноса сухого материала в барабанной сушилке; d - средний диаметр частиц материала в сушилке КС; є - порозность псевдоожиженного слоя;

В, Н - ширина и длина газораспределительной решетки;

5м - толщина слоя материала в валковой сушилке;

5ст - толщина стенки валка; n - частота вращения валка;

L, D - длина и диаметр валка.

Таблица 7.5.1 Исходные данные для расчета барабанной сушилки

№ вар-та

G, т/час

ин, %

UK, %

Рм, %

Рн, %

5у, %

1

5

12

2

0,15

0,04

0,03

2

6

11,5

1,9

0,17

0,045

0,036

3

7

11

1,8

0,19

0,05

0,045

4

8

10,5

1,7

0,22

0,055

0,058

5

9

10

1,6

0,25

0,06

0,063

6

10

9,5

1,5

0,18

0,065

0,068

7

9,5

9

1,4

0,24

0,07

0,071

8

8,5

8,5

1,3

0,27

0,072

0,075

9

7,5

8

1,2

0,28

0,077

0,078

10

6,5

7,5

1,1

0,3

0,08

0,08

При расчете барабанной сушилки принять:

- начальную температуру газов t1 = 500 оС;

- температуру атмосферного воздуха t0 = 20 °С;

- влагосодержание атмосферного воздуха х0 = 0.009 кг влаги/кг сухого;

- температуру материала на выходе из сушилки 9к= 70 оС;

- долю потерь тепла в сушилке п = 10%.

Таблица 7.5.2 Исходные данные для расчета сушилки кипящего слоя

№ вар-та

G, т/час

ин, %

UK, %

d, мм

є, %

В/Н

11

2,5

12

2

0,5

70

0,75

12

3,1

11,5

1,9

0,6

72

0,8

13

3,7

11

1,8

0,7

75

0,7

14

4,3

10,5

1,7

0,8

78

0,85

15

4,8

10

1,6

0,9

74

0,65

16

5,5

9,5

1,5

1,0

77

0,9

17

6,0

9

1,4

0,65

73

0,6

18

6,6

8,5

1,3

0,75

76

1,0

19

7,2

8

1,2

0,55

71

0,55

20

7,5

7,5

1,1

0,85

79

0,95

При расчете сушилки кипящего слоя принять:

- температуру подогретого воздуха t = 120 оС;

- температуру атмосферного воздуха t0 = 20 °С;

- влажность атмосферного воздуха ф =0.6;

- температуру материала на выходе из сушилки 9к= 60 оС;

- долю потерь тепла в сушилке п = 10%;

- критическое влагосодержание материала Пкр ~ 0.667 •Пн,

- равновесное влагосодержание материала Пкр ~ 0.9Пк;

- минимальный диаметр частиц материала dmin = 0.33 •d;

- диаметр отверстий в газораспределительной решетке йо = 2.5 мм;

- коэффициент диффузии паров влаги в воздухе DE = 0.000022 м2/с.

Таблица 7.5.3 Исходные данные для расчета валковой сушилки

№ вар-та

Он, кг/час

Пн, %

Пк, %

5м, мм

5ст, мм

n, 1/мин

L/D

21

50

95

20

1

6

1/3

2

22

55

95

25

1.5

12

1/2

2.5

23

60

90

20

1

6

1/3

2

24

65

90

25

1.5

12

1/2

2.5

25

70

85

20

1

6

1/3

2

26

75

85

25

1.5

12

1/2

2.5

27

80

80

20

1

6

1/3

2

28

85

80

25

1.5

12

1/2

2.5

29

90

75

20

1

6

1/3

2

30

95

75

25

1.5

12

1/2

2.5

При расчете валковой сушилки принять:

- валок обогревается конденсирующимся водяным паром, давление пара 0.3 МПа;

- температуру атмосферного воздуха t0 = 20 оС;

- влажность атмосферного воздуха ф = 0.8;

- доля потерь тепла в сушилке п = 10%;

- степень активности контакта материала с поверхностью валка у = 0.75.

Контрольные вопросы

1. Как изменяется скорость сушки в пределах первого периода и почему второй период иногда делят на две части?

2. Какие конвективные сушилки наиболее распространены в химической про­мышленности и почему?

3. Как реализован процесс сушки суспензий и растворов в сушилках кипящего слоя с инертным носителем?

4. Какие устройства применяются для распыления суспензий в распылитель­ных сушилках и какие - для распыления растворов?

5. За счет чего обеспечивается движение материала вдоль продольной оси ба­рабана в роторных вакуумных сушилках?

7.6 Изучение конструкций, технологические расчеты грануляторов

С применением системы инженерных расчетов MathCAD рассчитать:

- основные габаритные размеры грануляционной башни и параметры статиче­ского разбрызгивателя, см. таблицу 7.6.1;

- основные габаритные размеры аппарата для грануляции во взвешенном слое, см. таблицу 7.6.2;

- основные габаритные размеры барабанного гранулятора и частоту его враще­ния, оценить размеры гранул продукта, определить необходимый расход рецикла и связующей жидкости, см. таблицу 7.6.3.

В отчет о выполнении задания включить формулировку задачи и необходимые комментарии к расчетным формулам.

Обозначения к таблицам: dср - средний диаметр гранул; рг - плотность материала гранул; рп - плотность плава;

G - производительность гранулятора по готовому продукту;

L - удельный расход воздуха;

пр - число разбрызгивателей в грануляционной бащне;

Ор - диаметр перфорированной части днищ разбрызгивателей; t - шаг между рядами отверстий в разбрызгивателе; ин, ик - начальная и конечная влажность материала гранул; t0 - начальная температура воздуха;

P - доля товарной фракции на выходе барабанного гранулятора;

Ф - степень заполнения барабана;

т - время пребывания материала в барабане;

рн - насыпная плотность гранул;

dр - размер частиц рецикла;

ир - влагосодержание частиц рецикла.

Таблица 7.6.1 Исходные данные для расчета грануляционной башни

вар-та

G,

т/час

мм

рш

кг/м3

Ръ

кг/м3

L,

кг/кг

Пр

Ор,

м

t,

мм

1

60

2

1500

2250

4

6

0,45

8

2

65

2,5

1450

2300

4,5

5

0,5

8

3

55

3

1550

2100

3,5

6

0,4

7

4

50

1,75

1600

2150

5,5

5

0,35

7

5

70

3,25

1400

2200

2,5

6

0,55

9

6

60

3,15

1600

2400

3

5

0,4

9

7

65

3

1500

2350

2,5

6

0,55

10

8

55

2,5

1400

2250

3,5

5

0,35

8

9

50

2

1450

2300

4

6

0,45

8

10

70

3,5

1550

2150

2

5

0,5

10

При расчете грануляционной башни принять:

- максимальный диаметр гранул d = Дср + 1 мм,

- требуемую среднюю плотность орошения q = 0.2 кг/м2-с,

- статический напор плава h = 1.1 м,

- плотность воздуха рв = 1.25 кг/м3.

Таблица 7.6.2 Исходные данные для расчета гранулятора кипящего слоя

вар-та

G,

кг/час

мм

Ръ

кг/м3

%

%

t0,

оС

11

350

5

1800

30

5

120

12

350

4

1600

40

8

100

13

300

6

1800

50

10

120

14

300

3,5

1600

45

7

100

15

350

4,5

2000

45

4

120

16

350

5,5

2200

40

7

150

17

400

6,5

1900

55

12

130

18

200

7

1700

35

6

110

19

250

5,2

1800

40

5

120

20

250

3,7

1600

35

8

100

При расчете гранулятора кипящего слоя принять:

- диаметр частиц порошка dп = 0.1 • Дср,

- теплопроводность материала гранул X = 0.5 Вт/м/К,

- теплоемкость материала гранул с = 850 Дж/кг/К,

- порозность неподвижного слоя материала є0 = 0.4,

- начальное влагосодержание воздуха хн = 0.01,

- конечное влагосодержание воздуха хк = 0.03,

- среднюю температуру воздуха t = t0 - 40 оС,

- температуру мокрого термометра 4 = 35 оС.

Таблица 7.6.3 Исходные данные для расчета барабанного гранулятора

G,

^,

рш

Ръ

Р,

Ир,

Ф,

т,

вар-та

т/час

мм

кг/м3

кг/м3

масс.%

кг/кг

%

мин

21

4

0,3

1400

2000

70

0,25

12,5

8

22

4,5

0,35

1450

2100

72

0,28

13

10

23

5

0,4

1360

1900

66,7

0,3

15

9

24

5,5

0,45

1380

2150

65

0,32

13,5

7

25

6

0,5

1400

2200

60

0,35

15,5

9,5

26

4

0,35

1300

1800

62

0,23

16

8,5

27

4,5

0,3

1350

1950

58

0,33

16,5

7,5

28

5

0,45

1500

2200

63

0,27

14

6

29

5,5

0,5

1480

2050

64

0,31

14,5

6,5

30

6

0,4

1330

1850

68

0,29

17

5,5

При расчете барабанного гранулятора принять:

- угол наклона барабана а = 3о,

- диаметр начала гранулообразования d0 = 1 мм,

- влагосодержание в начале гранулообразования и0 = 0.025 кг/кг,

- растворимость материала s =1.06 кг/кг,

- предел прочности гранул с = 5 КПа.

Контрольные вопросы

1. Цели гранулирования порошков и паст.

2. Основные конструкции разбрызгивателей грануляционных башен.

3. Для чего в грануляторах с кипящим слоем материала используют две газо­распределительные решетки? Какова роль завихрителя и где он устанавливается?

4. Какой процесс дополнительно реализуется в тарельчатом грануляторе? Ка­кой элемент конструкции позволяет регулировать этот процесс?

5. Каковы конструктивные различия между валковым и вальцовым прессами для грануляции прошковых материалов?

[1] __ П7 р0-35/

hб _ 0 7 P ' Р ж - глубина барботажа,

Добавить комментарий

ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Винтовые компрессоры: области применения и характеристики устройств

Винтовой компрессор – это устройство, внутри которого во время включения начинают вращаться два ротора, за счет чего достигается понижение давления. Впервые мир увидел модель устройства в 1934 году. В настоящее …

Изучение конструкций, технологические расчеты кожухотрубчатых теплообменников

С применением системы инженерных расчетов MathCAD решить задачу: - теплового расчета и выбора стандартного кожухотрубчатого теплообменника типа Н или К, подходящего для реализации указанного процесса, см. таблицу 7.3.1, Приложение Б; …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.