Решение задач по ПАХТ задачниу Романков, Флисюк
Расчетные задания глава 9
ПРИМЕР РАСЧЕТА БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ
Исходные данные
Производительность по высушенному материалу GK=3,3 т/ч
(сульфат аммония)
Начальная и конечная влажности материала uH=2,0 и uK= 0,2%
(на общую массу)
Среднее значение насыпной плотности материала Рнас=820кг/м2
Удельная теплоемкость сульфата аммония сТ=1,47 кДж/(кг·К)
Начальная и конечная температуры материала uH=20 и uK= 60°С
Доля уноса мелких фракций материала 6%
Температуры воздуха на входе и на выходе из сушилки t1=120 и t2= 60 °С
Температура и относительная влажность атмосферного воздуха t0=20 и ф0= 60%
Барометрическое давление П=745 мм.рт.ст
Коэффициент заполнений барабана материалом и насадкой фМ=20 и фЦ= 5%
Тепловые потери составляют 10 % от теплоты испарения и нагрева материала.
Дисперсный, мелкокристаллический сульфат аммония с широким гранулометрическим составом может быть высушен в барабанной сушилке, представляющей горизонтальный, слегка наклоненный вращающийся полый цилиндр, в котором дисперсный материал, заполняя нижнюю часть (15-35 %) барабана в виде плотного слоя, одновременно пересыпается сверху вниз за счет подъема части сыпучего материала насадкой, вращающейся вместе с барабаном. Термочувствительный сульфат аммония не позволяет использовать значение температуры сушильного агента выше t1=120?С, что делает целесообразным использование воздуха, подогреваемого греющим паром, а не топочных газов. Высушивание до низкого значения конечной влажности предпочтительно при прямоточной схеме движения сушильного агента и сушимого дисперсного материала.
Скачать пример расчета барабанной сушилки
(86.85 Кб) скачиваний1162 раз(а)
ПРИМЕР РАСЧЕТА СУШИЛКИ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ
Исходные данные
Производительность по высушенному материалу GK=20т/ч; (хлориду калия)
Влажность материала (на общую массу)
начальная uH=10%
конечная uK= 0,5%
Средний диаметр частиц dmax= 0,5мм
dmin= 0,1мм
Температура исходного материала uK= 20 C
Удельная теплоемкость хлорида калия сM=0,712 кДж/(кг·К)
Плотность хлорида калия рM=2000кг/м3
Параметры атмосферного воздуха t0=20 C и ф0= 65%
Тепловые потери составляют 15 % от расхода теплоты на испарение и на нагрев влажного материала.
Сушка термостойкого хлорида калия может производиться наиболее дешевым теплоносителем - топочными газами, представляющими собой продукты сгорания углеводородных топлив.
Состав топочных газов отличается от состава атмосферного воздуха, используемого в качестве окислителя, лишь заменой части кислорода, пошедшего на окисление углерода и водорода топлива, на соответствующие реакциям окисления диоксид углерода и пары воды; основной же частью топочных газов, кок и воздуха, остается азот (более 70%), Это обстоятельство, с учетом не слишком значительного различия основных теллофизических свойств отдельных компонентов воздуха и продуктов сгорания, дает основание производить приближенные расчеты процессов сушки топочными газами по теплофизическим свойствам атмосферного воздуха.
Выбор конструкции сушильного аппарата и условий процесса сушки производится на основе следующих факторов:
1) высушиваемый материал в сухом состоянии - сыпучий, во влажном - несколько комкующихся;
2) материал выдерживает нагрев до относительна высокой температуры (температура плавления хлорида калин равна 770°С);
3) отношение максимального размера частиц к минимальному размеру dmax/dmin = 0,50/0,10 = 5 не слишком значительное;
4) удалению подлежит в основном поверхностная влага;
5) при сушке солей рекомендуется газораспределительная решетка с диаметром отверстий для прохода сушильного агента dотв=5,0 мм;
0) поскольку высушенный дисперсный продукт предполагается для последующего хранения в течение некоторого времени, то допускается некоторая неравномерность выгружаемого из сушильного аппарата материала по влагосодержанию его отдельных частиц.
Анализ указанных факторов показывает, что следует выбрать однокамерный сушильный аппарат с псевдоожиженным слоем дисперсного сушимого материала и вертикальными стенками (рис. 9.17), а температуру сушильного агента на входе в сушилку (под газораспределительной решеткой) (t1=800?С. Температура сушильного агента на выходе из псевдоожиженного слоя принимается равной t2=125?С, что позволяет исключить конденсацию водяных паров в пылеулавливающей аппаратуре сушильной установки. Для достаточно мелкодисперсного материала при сравнительно низком его конечном влагосодсржании температуру выгружаемого продукта можно принять равной температуре отходящих газов, т. е, uк = 125?С. Высота hсл псевдоожиженного слоя принимается в четыре раза больше высоты hстр зоны действия газовых струй, выходящих из отверстий решетки [9.5]:
Для обеспечения равномерного псевдоожижения по всему круглому сечению аппарата подача комкующейся влажной соли производится разбрасывателем, равномерно распределяющим исходный материал по всей поверхности слоя. Выгрузка продукта из псевдоожиженного слоя производится одновременно с верхнего уровня слоя (для поддержания его постоянной высоты) и из пространства над газораспределительной решеткой (для вывода возможных комков материала).
Рис. 9.17. Эскиз аппарата для сушки дисперсного материала в псевдоожиженном слое
Скачать пример расчета сушилки с псевдоожиженным слоем(95.96 Кб) скачиваний1031 раз(а)
ПРИМЕР РАСЧЕТА ВАЛЬЦОВОЙ СУШИЛКИ
Исходные данные
Производительность по влажному пастообразному GK=90 кг/ч
материалу (паста гидрокарбоната натрия)
Начальное и конечное влагосодержание uH=75 и uK= 20%
(на общую массу)
Давление сухого греющего пара рабс=1 кгс/см2
Толщина слоя пасты на поверхности барабана бМ = 1 мм
Толщина чугунной стенки барабана бЧ = 10 мм
Скорость воздуха над слоем материала w = 1,7 м/с
Температура и относительная влажность воздуха t0=4 C и ф0= 40%
Среднее значение коэффициента теплопроводности слоя материала
См=0,80 Вт/(м·К)
Удаление влаги из тонкого слоя влажной пасты происходит в периоде постоянной скорости сушки.
Для сушки пастообразных материалов может использоваться двухвальцовая сушилка непрерывного действия с подачей греющего пара во внутреннее пространство полых вращающихся барабанов к нанесением равномерного тонкого слоя исходной пасты на наружные цилиндрические поверхности, откуда подсохшая паста удаляется ножами (скребками).
Теплопередача в вальцовой сушилке происходит от греющего пара к внутренней поверхности барабана, через чугунную стенку барабана, поперек слоя высушиваемого материала и от наружной поверхности слоя материала к воздуху, причем на последнем этапе перенос теплоты осуществляется парами удаляемой из материала влаги.
Скачать пример расчета вальцовой сушилки(44.28 Кб) скачиваний981 раз(а)
Расчетные задания глава 5
ПРИМЕРЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
Задание 5-1 (цена расчета 500р). В противоточном, абсорбере содержание поглощаемого компонента в газе изменяется от Yн до Yк. Абсорбер орошается чистым поглотителем с удельным расходом i= L/G. Уравнение линии равновесия Y*=mХ. Содержание компонента в газе на выходе из аппарата должно быть снижено до Y*к.
Определить:
1) как следует изменить высоту насадки, чтобы при тех же расходах фаз достичь Y*к;
2) при каком удельном расходе поглотителя i` необходимо работать, чтобы достичь Y*к, не меняя высоты насадки;
Исходные данные к заданию 5-1
Задание 5-2, В насадочном абсорбере чистой водой поглощается целевой компонент А из его смеси с воздухом при давлении П и температуре t. Расход газа V0, (при 0?С, 760 мм рт. ст.), начальное содержание извлекаемого компонента в газе уH, степень извлечения компонента раана ηп. Коэффициент избытка орошения φ, коэффициент смачивания ψ, коэффициент массопередачи К. Определить расход воды, диаметр абсорбера и высоту насадки. Принять рабочую скорость газа w=0,8· wз, где wз - скорость газа в точке захлебывания.
Исходные данные к заданию 5-2
Расчетные задания глава 3
ПРИМЕРЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
Задание 3.1 (цена расчета 500р) В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника нагревается жидкость от температуры tК до tH.
Расход жидкости равен G. В межтрубное пространство поступает сухой насыщенный водяной пар, не содержащий воздуха. Абсолютное давление греющего пара ргп. Трубы теплообменника имеют диаметр 25х2 мм. Общее число труб равно n. Среднее число рядов труб по вертикали nр. Определить поверхность теплопередачи и длину труб для двух случаев;
1) теплообменник имеет один ход по трубному пространству (z = 1);
2) теплообменник имеет z ходов.
Потерями теплоты пренебречь. Использовать метод последовательных приближений по температурам стенок.
Задание 3-2. В трубном пространстве одноходового кожу хот рубчатого теплообменника охлаждается жидкость от температуры tК до tH. Расход охлаждаемой жидкости G, скорость движения в трубах dH. Охлаждающая вода проходит противотоком по межтрубному пространству со скоростью шя в вырезах перегородок и нагревается от температуры tПН до tПК. Диаметр шахматно расположенных труб 25х2 мм. Определить плотность теплового потока, температуры поверхностей стенки, необходимую поверхность теплопередачи и расход воды.
Пример 3.I. Рассчитать теплообменный аппарат для охлаждения 3,96 т/ч диэтилового эфира от 25 до -10 С 23,8%-м раствором хлорида кальция, поступающим из холодильной установки с температурой -15°С и нагревающимся в теплообменнике до -12°С. Сопоставить несколько вариантов кожухотрубчатых аппаратов, различающихся гидродинамическими режимами течения теплоносителей.
Скачать решение примера 3.I(494.58 Кб) скачиваний904 раз(а)
Пример 3.II. Рассчитать два варианта (с турбулентным и ламинарным режимами течения толуола в трубном пространстве) горизонтального теплообменного аппарата дли нагревания 20 т/ч толуола от 21 до 98°С с помощью насыщенного водяного пара абсолютным давлением 1,6 кгс/см2 и с содержанием воздуха 0,5 %.
Скачать решение примера 3.II(178.32 Кб) скачиваний968 раз(а)
Пример 3.III. Рассчитать необходимую поверхность кожухотрубчатого теплообменника, в мегктрубном пространстве которого охлаждается от 76 до 31°С 1240 м3/ч (считая на нормальные условия) азота при абсолютном давлении 1,5 кгс/см2. Охлаждающая вода поступает в трубное пространство ТОА при 16°С.
Скачать решение примера 3.III(142.99 Кб) скачиваний940 раз(а)
Пример З.IV. Рассчитать необходимую поверхность греющей кг выпарного аппарата, в вертикальных трубах которой при средней температуре кипения tкип=90°С испаряется W=2,0 т/ч воды из 20%-го раствора хлорида натрия. Абсолютное давление сухого греющего 1,8 кгс/см2. Высота кипятильных труб Н=5,0 м. Теплопроводность раствора при температуре кипения λ2= 0,65 Вт/(м·К).
Скачать решение примера 3.IV(142.99 Кб) скачиваний940 раз(а)
Расчетные задания глава 2
ПРИМЕР РАСЧЕТА БАРАБАННОГО ВАКУУМ-ФИЛЬТРА
Цена расчета барабанного вакуум фильтра 1000р
Рассчитать необходимую поверхность фильтрования барабанного вакуум-фильтра (рис. 2.4) производительностью 2,8 т/сут сухого осадка гидроксида никеля по следующим исходным данным:
1) разрежение внутри барзбана 400 мм рт. ст.;
2) удельное сопротивление осадка roc=43,2·1010 м/кг сухого осадка;
3) удельное сопротивление фильтрующей ткани rn=11,4·1010 м/м2;
4) масса твердого вещества, отлагающегося на ткани при получении 1 м3 фильтрата, составляет с=208 кг/м3;
5) заданное значение толщины слоя аморфного осадка 5 мм;
6) объем влажного осадка, получаемого при прохождении через ткань 1 м3 фильтрата, составляет 0,686 м3/м3;
7) плотность влажного осадка при его влажности 75,2% р = 1220 кг/м3- плотность фильтрата 1110 кг/м3;
8) общее число секций фильтра z=24;
9) динамическая вязкость фильтрата при его температуре 500С μ= 1,51·10-3 Па·с;
10) время просушки осадка на фильтре tc = 1,5 мин;
11) массовая доля твердой фазы а исходной суспензии 10,7 %.
Рис 2.4 – Барабанный вакуум-фильтр
Скачать решение примера расчета барабанного вакуум-фильтра(44.14 Кб) скачиваний1071 раз(а)
ПРИМЕР РАСЧЕТА БАТАРЕИ ЦИКЛОНОВ
Цена расчета циклона 500р
В батарее параллельно включенных циклонов требуется очищать от пыли 7800 м3/ч газа при температуре 310°С. Плотность газа при 0°С и 760 мм.рт.ст. равна 1,3 кг/м3. Барометрическое давление составляет 745 мм рт. ст. На входе газ находится под разрежением 30 мм вод. ст. Перепад давлений на батарее не должен превышать 40 мм вод, ст. Плотность пыли 2450 кг/м3, Запыленность исходного газа составляет 32 г/м3. Пыль слабо слипающаяся.
Скачать решение примера расчета батареи циклонов(24.74 Кб) скачиваний1027 раз(а)
Расчетные задания глава 1
Пример расчета гидравлического трубопровода
5,0 кг/с 30% -го раствора уксусной кислоты в воде подается из ре вуара с давлением 1 ат в ректификационную колонну, абсолютное давление в которой рабс= 0,80 ат. Точка подачи раствора в колонну расш жена на 8,0 м выше уровня раствора в резервуаре (рис. 1.36). Длина трубопровода от резервуара до теплообменника 600м; на этом участке имеется нормальная диафрагма с диаметром отверстия 48 мм, две движки, один вентиль и 12 плавных поворотов на 90° при относительном радиусе порота R0/d=4. В четырехходовом кожухотрубчатом теплообменнике раствор подогревается от 15 до 90°С. Теплообменный аппарат (ТОА) имеет общее числи труб 206, их длина 4,0 м и диаметр 25х2 мм. Температура внутренней поверхности стенок труб, внутри которых проходит нагреваемый раствор, составляет 97°С. Длина трубопровода от теплообменника до ректификационной колонны 6,0м; на этом участке установлена задвижка и имеются два поворота: один на 90 и один на 120° при R0/d=3.
Требуется выбрать оптимальный с точки зрения приведенных затрат диаметр трубопровода и подобрать марку насоса, устанавливаемого на уровне исходного резервуара.
Рис. 1.36 – Схема подачи жидкости через теплообменный аппарат
Скачать решение примера расчета гидравлического трубопровода(153.97 Кб) скачиваний1836 раз(а)
Задание 1-1 (цена за задание 500р). Газ с температурой t0 выходит из реактора, работающего под разрежением ?р по отношению к атмосферному давлению, проходит очистку от пыли в циклоне и затем поступает в адсорбер с неподвижным слоем моносферических частиц адсорбента.
Расход газа G, кг/с. Перед адсорбером газ охлаждается в кожухотрубчатом теплообменнике, имеющем следующие характеристики: диаметр кожуха Dк, длина труб l, диаметр штуцеров dш, диаметр труб dтр=25x2 мм. Диаметр адсорбера D, высота слоя адсорбента Н, диаметр частиц адсорбента d.
Гидравлическая сеть имеет нормальную диафрагму с модулем т. л, задвижек, пг плавных поворотов на 90° (R0/dтр=4). Общая длина трубопровода Ь. На выходе из сети (рис. 1.37) давление атмосферное.
Подобрать оптимальный диаметр стального трубопровода и вентилятор, обеспечивающий заданный расход газа (табл. 1.3, 1.4). Диаметр трубопровода выбирается для участка гидравлической сети наибольшей длины L от реактора до теплообменника. Цена 1 кВт·ч электроэнергии -см. пример 1.30. (Изменение цен не изменяет принципа расчета.) Газ может подаваться в трубное пространство одноходового теплообменника или в межтрубное пространство без перегородок.
Задание 1-2 (цена за задание 500р). В абсорбере непрерывного действия производится очистка газа от примесей при атмосферном давлении.
Расход газа Vг (при нормальных условиях), его начальная температура t0. В циклоне газ предварительно обеспыливается и затем охлаждается в теплообменнике до температуры t1; после абсорбера газ поступает в газохранилище, где поддерживается избыточное давление Δр (рис. 1.38).
Рис. 1.38. Схема установки к заданию 1-2: Аб - абсорбер; В - вентилятор; Т - теплообменник; ГХ - газохранилище; Ц - циклон Д - диафрагма; 3 - задвижка
Колонный насадочный абсорбер имеет диаметр D и высоту слоя насадки Н. Плотность орошения насадки Г, м3/(м2·с). Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от абсорбера до газохранилища имеет длину L1. Длина участка от теплообменника до абсорбера L2 и от начала трубопровода до теплообменника - L3. На трубопроводе имеются: нормальная диафрагма с модулем m, n1 задвижек и n2 плавных поворотов на 90° с R0/d=4. Теплообменник кожухотрубчатый с трубами 25x2 мм и длиной l; диаметр кожуха Dк и внутренний диаметр штуцеров dш.
Рассчитать значение оптимального диаметра трубопровода (по участку наибольшей длины) и подобрать вентилятор, обеспечивающий заданный расход газа. Перепад давления при прохождении газом орошаемой насадки ?рcp, приближенно можно рассчитать через перепад давления ?рcух, на сухой насадке: рор = рcух ехр (b·Г), где b=180 с/м.
Решение задания 1-2 по вашим данным от 500р
Cтраница 1 из 5
