• RU
  • icon На проверке: 55
Меню

Расчет вакуум-дискового фильтра (ПАХТ)

  • Добавлен: 25.01.2023
  • Размер: 6 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Расчет вакуум-дискового фильтра (ПАХТ)

Состав проекта

icon
icon чертеж фильтра.cdw
icon ПЗ2.docx
icon схема фильтровальной установки.cdw

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon чертеж фильтра.cdw

чертеж фильтра.cdw
Головка распределительная
Диски фильтровальные
Отвод фильтрата из зоны фильтрования
Отвод фильтрата и воздуха из зоны просушки
Подача сжатого воздуха на отдувку осадка
Подача воды в узел уплотнения мешалки
Подача сжатого воздуха на регенерацию фильтровальной перегородки
Подача воздуха в воздухораспределитель
Слив суспензии из ванны
Подача воды в устроиство для промывки дисков
Слив конденсата из ресивера
Фильтр предназначен для разделения щелочной суспензии
Площадь фильтрования
подачи воздуха на отдувку
Мощьность электродвигатлей привода
Рабочее давление(вакуум)
Ось штуцера должна совпадать с осью симметтрии секторов в
двух плоскостях. Допустимое отклонение до 1 мм.
В собранном вале отверстия под сектора должны быть
расположены по прямой линии с предельными отклонениями
мм. Взаимное размещение ребер ячеек не допускается более чем
Основной конструкционный материал Сталь 10 ГОСТ1050-88 и сталь
Вакуум-фильтр дисковый
Техническая характеристика фильтра
Технические требования

icon ПЗ2.docx

Федеральное агентство по образованию РФ
Министерство образования РФ
Уральский Государственный Лесотехнический Университет
Кафедра химической технологии древесины
УСТАНОВКА ФИЛЬТРОВАЛЬНАЯ
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по курсу
«Процессы и аппараты химической технологии»
Характеристика фильтра вакуумного дискового
1 Расчет поверхности фильтрования
Расчет и выбор вспомогательного оборудования
1 Ресиверы и ловушки
2.1 Ресиверы для фильтрата
2.2 Ресивер для промывного фильтрата
2.3 Ресивер-водоотделитель для воздуходувки
3 Барометрический конденсатор смешения
Емкости. Механическая мешалка
Трубопроводы воздуховоды емкости
Расчет кожухотрубного теплообменника 1
Расчет кожухотрубного теплообменника 2
Насос подачи суспензии в фильтр
1. Гидравлическое сопротивление трубопровода подачи суспензии в корыто фильтра
2. Гидравлическое сопротивление теплообменника
Насос подачи фильтрата в подогреватель
1. Гидравлическое сопротивление трубопровода
Технико-экономические показатели
Предназначены для разделения суспензии с частицами твердой фазы более или менее однородной крупности с умеренной плотностью их осаждения и могут быть использованы в тех случаях когда при фильтровании под вакуумом образуется слой осадка толщиной не менее 8 мм за время не более 3 минут. Кроме того скорость осаждения наиболее крупных частиц твердой фазы составляющих в совокупности не менее 20% от общего его количества не должна превышать 18 ммс.
Суспензия не должна быть легко летучей ядо- огне- или взрывоопасной а жидкая фаза ее не должна кристаллизоваться под вакуумом. Образующийся на фильтре осадок не должен при просушки сильно растрескиваться. Осадок на фильтре не промывается.
Фильтры применяются преимущественно в крупнотоннажных производствах на обогатительных фабриках горнорудной угольной и металлургической промышленности.
Фильтр (рисунок 1) состоит из горизонтально расположенного вращающегося ячейкового вала 5 с установленными на нем дисками 3 частично погруженными в корыто 2 с фильтруемой суспензией.
Рисунок 1. Схема устройства фильтра
Каждый диск состоит из 12-18 разобщенных полых секторов 4 дренажная поверхность которая обтянута фильтровальной тканью или сеткой.
Вал фильтра полый двустенный. Между наружной и внутренней стенками расположены соответственно 12-18 каналов (ячеек).
Полость каждого сектора диска сообщается с соответствующим каналом (ячейкой) вала. Каналы выходят на торцевую поверхность вала к которой прижата неподвижная распределительная головка 1.
При вращении вала секторы последовательно сообщаются с камерами I-IV распределительной головки.[6]
В зоне А фильтрат под действием вакуума поступает через фильтровальную перегородку в полость секторов а затем через каналы вала и камеру 1 сообщающуюся с вакуумной линией отводится из фильтра.
Твердая фаза задерживается на поверхности перегородки образуя слой осадка.
В зонах А и В обезвоживания свободная жидкость отсасывается из осадка и отводится из фильтра через камеру I и II.
В зоне Г съем осадка через камеру III подают внутрь секций сжатый воздух для отделения осадка от фильтровальной перегородки и съема его ножом 6. Отдувка осадка осуществляется импульсом с помощью клапана отдувки.
В зоне Д происходит регенерация ткани воздухом или паром поступающим через камеру IV. Если фильтровальную перегородку не забивается осадком зону регенерации не используют.
У фильтров в углеродистом исполнении полый ячейковый вал – литой состоит из отдельных частей по длине у фильтров из коррозионностойких сталей вал сварной из отдельных секций (ячеек) – сегментов цельных по длине.
Секторы дисков могут быть сварными или отливаться из силумина.
Корыто фильтра – сварное с переливным желобом для обеспечения постоянного уровня суспензии.
Мешалка вращающегося типа имеет индивидуальный привод. Распределительная головка – литая со штуцерами для отвода фильтрата из зон фильтрования и просушки а также для импульсной подачи сжатого воздуха на отдувку осадка и регенерацию ткани.
У фильтров с поверхностью фильтрования до 51 включительно – одна распределительная головка у остальных фильтров - две. [6]
Рисунок 2. Схемы распределения технологических зон и фильтровальной установки
ФД-дисковый вакуум-фильтр; ЕМ-емкость с мешалкой; ЕД-емкость дозирующая; Р-ресивер; Л-ловушка; Н-насос; КБ-конденсатор барометрический; Т-конденсатор; В-воздуходувка; НВ-насос вакуумный; ЕГ-емкость-гидрозатвор; БТ-барометрическая труба; ВТ-вентиль регулирующий; ВЗ-вентиль запорный.
Cуcпензия из емкости ЕМ (рис.2) центробежным насосом Н1 подается в корыто дискового вакуум-фильтра ФД установленного на втором этаже. На фильтре суспензия разделяется на осадок и фильтрат отводимый в ресивер Р1. Далее самотеком фильтрат поступает в емкость-гидрозатвор ЕГ1 и дальнейшую переработку(нагрев).
Осадок можно удалить с фильтрующей ткани обратной отдувкой скребками. После удаления осадка фильтрующую ткань регенерируют удаляя из ее пор и поверхности частицы твердой фазы. Регенерацию можно осуществлять продувкой воздухом паром двухсторонней промывкой горячей водой.
Воздух для отдувки осадка и регенерации ткани подается воздуходувкой В перед которой установлен ресивер Р3 для отделение воды и масла и выравнивание давления воздуха. Промывная вода подогревается в теплообменнике Т1 и поступает на промывку осадка из емкости постоянного уровня ЕД. Промывной фильтрат отсасывается в ресивер Р2 и самотеком поступает в емкость-гидрозатвор ЕГ2. Отсасываемый из ресивера воздух содержит жидкость в виде мелких брызг которые перед вакуум-насосом НВ отделяются от воздуха в ловушках Л1Л2. При фильтровании суспензии с температурой выше 60° устанавливается конденсатор смешения КБ для конденсации паров охлаждения воздуха и снижения производительности вакуум-насоса. Высота установки ресивера ловушек и конденсатора должна обеспечивать свободный сток жидкости из вакуумного пространства через емкость-гидрозатвор ЕГ.
=[+(1- )]=027·974[027·974+(1-027)·2225]=014.
Суспензии =1[+(1-)]=1[0182225+(1-018)974]=1084 кг;
Влажного осадка =1[+(1-)]=1[0862225+(1-086)974]=
Количество твердой фазы в осадке:
Количество фильтрата:
Количество твердого вещества содержащегося в суспензии:
==26··0183600=13 кгс.
Количество воды в суспензии:
Количество воды в осадке:
Составляем таблицу материального баланса (таблица 1).
Объемная производительность по фазам:
Для суспензии ==7221084=00067 c;
Для фильтрата ==572974=00059 c;
Для влажного осадка ==151886=00008 c;
Для твердой фазы ==132225=058· c.
Таблица 1. Материальный баланс процесса фильтрования
Объемный и массовый расход промывной воды:
Результаты расчета заносим в таблицу 2.
Таблица 2. Результаты расчета материального баланса
Массовая производительность кгс
Объемная производительность c
1. Расчет поверхности фильтрования
Толщину слоя осадка на фильтре принимаем по таблице 6[3] для зернистого рассыпчатого осадка: =10· м.
Соотношение объемов осадка и фильтрата:
U==0000800059=0136 .
Удельная производительность фильтрата:
Продолжительность фильтрования при P=const:
=U2P+qP=[(·0136·0375··91·)2·0069+ +(0074·0375·7·)0069·]=187c.
Продолжительность промывки осадка:
=LUq(Uq+)P=[115·0136·0074·0483··(91··0136·0074+7·)]0069·=31c.
Продолжительность полного цикла фильтрования принимая долю поверхности фильтра предназначенной для фильтрования за 04; для промывки осадка – 03:
T=(+)07=(187+31)07=311c.
Поверхность фильтрования:
F=Tq=00059·3110074=25 .
Выбор дискового вакуум-фильтра.
По рассчитанной поверхности фильтрования F=25 и справочнику [6] выбираем дисковый вакуум-фильтр с фильтрующей поверхностью 32 типа ДОО32-25-1К. Выписываем параметры фильтра. Привести схемы распределения технологических зон и фильтровальной установки.
Техническая характеристика фильтра типа ДОО32-25-1К[6]
Поверхность фильтрования
Подача воздуха на отдувку
Частота вращения (обмин):
Мощность электродвигателей привода не более:
Габаритные размеры не более
Наиболее тяжелого монтируемого узла (ячейный вал)
Стандартные диаметры штуцеров фильтра ДОО32-25-1К[6]
Диаметр условного прохода мм
Условное давление МПа
Перелив суспензии из ванны
Отвод фильтрата из зоны фильтрования
Отвод фильтрата и воздуха из зоны просушки
Подача сжатого воздуха на отдувку осадка
Подача воды в узел уплотнения мешалки
Слив суспензии из ванны
Подача воздуха в воздухораспределитель
Подача сжатого воздуха для регенерации фильтровальной перегородки
Подача воды в устройство для промывки дисков
Слив конденсата из ресивера
Габаритные и присоединительные размеры (мм) ДОО32-25-1К[6]
Уточняем движущую силу процесса фильтрования:
P=+g=069·+0875·1084·981=078Па=0078 МПа где =07·252=0875 м; 25 – диаметр диска.
Пересчет фильтра не производим так как фильтр рассчитан и выбран с запасом.
Вакуум-насос. Производительность вакуум-насос:
=F=0008·32=026 c при удельном расходе воздуха =0008 (·с) принятому по таблице 7[3] и по f=13·360032=14625 кг(·ч).
Выбор вакуум-насоса:
По =026 c выбираем вакуум-насос типа ВВН2-25 создающего вакуум 008 МПа с производительностью =0375 c.
Мощность электродвигателя вакуум-насоса:
==96·026=25 кВт при удельной мощности =96 кВт с принятой по таблице 9[3] и по =026 c.
Принимаем электродвигатель по таблице 9[3] типа А02 – 72-2 N=30 кВт.
Воздуходувка. Производительность воздуходувки:
=F=0009·32=03 c при удельном расходе сжатого воздуха =0009(·с) принятому по таблице 10[3]. Тип воздуходувки выбираем по производительности =03 с и по таблице 8[3]. Принимаем воздуходувку типа ВК-25 производительностью =0417 с.
Мощность электродвигателя воздуходувки:
==108·03=324 кВт где =108 (кВт·с)по таблице 8 и по =
Выбираем электродвигатель по =324 кВт и по таблице 9[3] типа А02-81-2 =40 кВт =089.
1. Ресиверы и ловушки
2.1. Ресиверы для фильтрата
Производительность по паровоздушной смеси:
=+=026+064=09 с где =F=002·32=064 с принимая =002 (·с) по таблице 11[3].
D=[(+)0785=(125·090785·3=07 м где =025; =3. По D=07 м и по таблице 12[3] выбираем ресивер ближайший большего объема V=1 ; D=09 h=065 м.
2.2. Ресивер для промывного фильтрата
=+=026+064=09 с так как =F=002·32=064 с где =002(·с) при горячей промывки осадка (t=58°C) по таблице11[3].
Ресивер для промывного фильтрата принимаем тех же размеров что и для зоны фильтрования: V=1 ; D=09 h=065 м; 1шт.
2.3. Ресивер-водоотделитель для воздуходувки
D=(0785=(125·030785·1=069 м. Принимаем =1 мc для холодного воздуха; =025. Выбираем ресивер по таблице 1213[3] и по D=069 м. Принимаем ресивер водоотделитель =04 ; D=07 м; h=055 м; 1шт.
Ловушку перед барометрическим конденсатором принимаем по рассчитанному диаметру ресивера D=09 м и по таблице 12[3] ближайшего меньшего размера по сравнению с выбранным ресивером. Принимаем ловушку V=04 ; D=07 м; h=055 м.
Ловушка после конденсатора не рассчитывается так как она входит в комплект последнего.
3. Барометрический конденсатор смешения
Удельная теплота парообразования
Параметры греющей воды
Теплоемкость при =(+)2
В барометрический конденсатор поступает паровоздушная смесь. Объем отсасываемого воздуха из ресиверов равен =026 с. Ресиверы фильтрата и промывного фильтрата работают периодически а испарение паров воды из фильтратов происходит непрерывно потому объем паров равен сумме =064+064=128 с.
=+2=026+2·064=154 с.
Конденсатор выбираем по объему паровоздушной смеси =154 с и по таблице 14[3]. Принимаем конденсатор КБ-15 =42 с.
Расход греющей воды на конденсацию пара:
=r(-)=128·012·2361419·(88-55)=26 кгс.
Диаметр конденсатора:
=(0785=(1540785·135=038 м где =135 мс. Принимаем стандартный =06 м по таблице 14[3].
Количество воды и конденсата стекающего по барометрической трубе в емкость-гидрозатвор:
=+=26+0128·012=3 кгс а объемный расход воды ==39783=3· с.
Диаметр барометрической трубы:
=(0785=(3·0785·07=007 м где скорость воды в трубе =07 мc.
Принимаем диаметр барометрической трубы 5×05 по таблице 8[1].
Высота барометрической трубы:
=g+07=069·98·978+07=72 м. Принимаем =8 м. Высоту барометрической трубы при отводе фильтрата и промывного фильтрата из ресиверов принимаем также =8 м.
Рисунок 4. Конденсатор
Сравнение результатов расчета вспомогательного оборудование с рекомендуемой комплекцией вакуум-фильтров ресиверами ловушками конденсаторами вакуум-насосами и воздуходувками приведены в таблице 3.
Таблица 3. Результатов расчета вспомогательного оборудование
Механическая мешалка
Суспензия – это вода со взвешенными твердыми частицами.
Концентрация суспензии
Динамическая вязкасть воды
Выбор типа мешалки проводим по условиям ее работы по таблице 17[3] с учетом концентрации и вязкости суспензии.
Динамическая вязкость суспензии при до 02 масс. доли:
=059(077-φ=059·09·(077-0087=193· Па·с при объемной доле твердой фазы в суспензии φ==00005800067=0087.
Принимаем трехлопастную пропеллерную мешалку основные параметры которой:
D=3-4; h=04-10; b=01; =056 в соответствии с таблицей 17[3].
Емкость суспензии V=4 ; =16(таблица 26[3]).
Диаметр мешалки из соотношения D=3=163=053 м.
Выбираем стандартный диаметр мешалки из таблицы 18[3]:
=050 м тогда D=16050=32 что укладывается в пределы D=3-4.
Число оборотов мешалки:
N=w=73314·050=12 при окружной скорости мешалки w=73 мс по таблице 17[3].
Режим перемешивания:
=n=1084·16·193·=02·.
Критерий мощности определяем по зависимости =f() по рисунку VII[5]. Для трехлопастной пропеллерной мешалки при D=32; b=01 по кривой №15 по =02·: =1.
Мощность потребляемая мешалкой:
N==1·1084··=1110 Вт.
Мощность привода мешалки:
=ΣN=12·1·12·1·11108=2 кВт где =12 по таблице 19[3] =1 для емкости с перегородками (перегородки предотвращают образование воронки вокруг вала мешалки и увеличивают турбулентность жидкости); =(H=(22916=12 при H=229 м; =16 м по таблице 26[3] Σ=1; =08.
Принимаем вертикальный привод типа BO-II 2845-25 =28 кВт n=45 =25 число оборотов электродвигателя.
Принимаем электродвигатель по таблице 9[3] по =25 и =
=28 кВт типа AO2-32-4 =30 кВт =25 .
Рисунок 5. Привод вертикальных перемешивающих устройств
-редуктор вида ВО; 2-муфта зубчатая; 3-стойка(с надставкой); 4-стакан; 5-сальник или уплотнение торцевое или затвор гидравлический; 6-опора; 7-маслоуловитель; в-вал перемешивающего устройства.
Расчет диаметров трубопроводов:
Подача суспензии в корыто d=(0785w=(000670785·1=0093 м. Принимаем d=150 мм по таблице 2 =000670785·=038 мс. ГОСТу 301-44 159×45.
Слив и перелив суспензии из корыта d=150 мм. Принимаем без расчета по таблице 2[1].
Подача смеси (фильтрат пары и воздух) в ресивер d=[(+)0785w=[(00059+09)0785·30=0196 м. Принимаем d=225 мм по таблице 12[3]. =228 мс. ГОСТу 301-44 245×10.
Отвод фильтрата из ресивера d=(0785w=(000590785·1=0087 м. Принимаем d=100 мм по таблице 12[3]. =075 мс. ГОСТу 301-44 108×4.
Отвод фильтрата из емкости гидрозатвора d=(0785w= =(000590785·17=0067 м. Принимаем d=100 мм. =075 мс. ГОСТу 301-44 108×4.
Подача промывной воды в напорную емкость d=(0785w=(0000920785·12=0031 м. Принимаем d=32 мм. =00024 мс. По ГОСТу 301-44 32×3.
Отвод промывного фильтрата из ресивера d=(0785w=(0000920785·03=0063 м. Принимаем d=70 мм по таблице 12[3]. =00024 мс. По ГОСТу 301-44 70×4.
Подача воздуха на отдувку и регенерацию d=(0785w=(030785·18=015 м. Принимаем d=150 мм по таблице 12[3]. =1698 мс. По ГОСТу 301-44 159×9.
Отвод воздуха от ловушки к вакуум-насосу d=(0785w=(0260785·25=012 м. Принимаем d=120 мм по таблице 14[3]. =1438 мс. По ГОСТу 301-44 127×9.
Подача паровоздушной смеси в конденсатор и ловушку d=(0785w=(0090785·55=0046 м. Принимаем d=70 мм по таблице 14[3]. =373. По ГОСТу 301-44 70×45
Подача воды на орошение конденсатора d=(V0785w=(0090785·55=0046 м. Принимаем d=70 мм по таблице 14[3]. =373 мс. По ГОСТу 301-44 48×3.
Подача пара в подогреватель суспензии d=(0785w=(0640785·15=0233 м. Принимаем d=240 мм; =1415 мс. По ГОСТу 301-44 245×12.
Подача пара в подогреватель промывной воды d=(0785w=(0180785·15=0124 м. Принимаем d=127 мм; =57 мс. По ГОСТу 301-44 127×8.
Расчет и выбор емкостей
Емкость для суспензии V=08=00067·60·708=35 .
Номинальный объем 40. При =7 мин. =1600 мм L(H)=2250 мм.
Емкость гидрозатвор для фильтрата V=08=00059·60·1008=4425 .
Номинальный объем 50. При =10 мин. =1800 мм L(H)=2380 мм.
Емкость гидрозатвор для промывного фильтрата V=08=000092·60·3008=207 .
Номинальный объем 25. При =30 мин. =1400 мм L(H)=1850 мм.
Напорный бак для промывной воды V=08=000092·60·1008=07 .
Номинальный объем 10. При =10 мин. =900 мм L(H)=1750 мм.
Начальная температура суспензии =24 °С;
Конечная температура суспензии =58 °С;
Горячий теплоноситель (ГТ)-водяной пар давлением 11 ат;
Холодный теплоноситель (ХТ)-суспензия;
Производительность по ХТ =7223 кгс.
Рассчитываем среднюю разность температур:
Температура пара [таблица LVII 5]- 10165°C.
Средние температуры теплоносителей:
Средняя температура пара ==10165 °С;
Средняя температура суспензии =-=10165-6065=41 °С.
Теплоемкость суспензии =3606 Джкг·К исходя из расчетов ===3606 Джкг·К;
Коэффициент теплопроводности суспензии =0659 Вт(м·К);
Вязкость суспензии = Па·с;
Плотность суспензии =1084 кг.
Тепловую нагрузку =(-)= 7223·3606(58-24)=885569 Вт.
Ориентировочная поверхность теплообмена :
Принимаем ориентировочный критерий Рейнольда =10000
Принимаем диаметр труб теплообменника 20×2 мм. Тогда внутренний диаметр =20-2×2=16 мм=0016 м.
Рассчитываем величину n и число труб в пучке :
Поскольку 13 выбираем кожухотрубчатый теплообменник по ГОСТ 15118-79 и ГОСТ 15120-79[таблица 3 4]:
=34 ; число ходов Z – 1; общее число труб n – 181; диаметр труб - 20×2 мм; диаметр кожуха – 400; длина труб - 3 м; площадь сечения одного хода по трубам - =0036 ; площадь самого узкого сечения потока по межтрубному пространству =0017 .
Скорость в трубном пространстве :
Откорректированный критерий Рейнольда :
===15007 т.е. режим течения – турбулентный.
Критерий Прандтля для ГТ:
=()=(4230·028)0683=173.
Для вертикального конденсатора:
=(0796)()=[0796·068·075(22565··](028=7179.
Где r=22565кДжкг [таблица LVII5];
=95685 (плотность конденсата при ) [таблица XXXIX5];
Критерий Прандтля для суспензии:
=()=(3606·193)0659=1056.
Рассчитываем термическое сопротивление стенки и загрязнений:
=1+1+=11500+15800+0002465=0000883 (·К)Вт.
Принимаем падение температуры со стороны ГТ и '':
Принимаем =2 °С ''=4 °С.
Тогда температура стенки со стороны ГТ:
=-=10165-2=9965 °С; =-''=10165-4=9765 °С
Критерии Прандтля и при и
Тогда =(=(1731734=0999;
Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке и :
=(=7179··0999=59067 Вт();
=(=7179··0991=48257 Вт().
Удельный тепловой поток от пара к стенке и :
==2·59067=118134 Вт;
==4·48257=193028 Вт.
Температура стенки со стороны раствора и :
=-=9965-118134·0000883=892 °С;
=-=9765-193028·0000883=806 °С.
Разность температур стенки и суспензии и '':
Критерии Нуссельта для суспензии:
Коэффициент теплоотдачи для суспензии:
==()=(139·0659)0016=5725 Вт(·К).
Удельный тепловой поток от стенки к суспензии:
==482·5725=275945 Вт;
==396·5725=226710 Вт.
Находим средний удельный тепловой поток :
Рассчитываем коэффициент теплоотдачи К:
Поверхность теплообмена F:
Окончательно выбираем кожухотрубчатый теплообменник по ГОСТ 15118-79 и ГОСТ 15120-79[таблица 3 4]:
=34 ; число ходов Z – 1; общее число труб n – 181; диаметр труб - 20×2 мм; диаметр кожуха – 400; длина труб - 3 м; площадь сечения одного хода по трубам - =0036 ; площадь самого узкого сечения потока по межтрубному пространству =0017
Производительность по фильтрату =572 кгс;
Начальная температура фильтрата =58 °С;
Конечная температура фильтрата =76 °С;
Начальная температура воды =88 °С;
Конечная температура воды =73 °С.
Средняя температура воды =(+)2=88+732=805 °С;
Средняя температура фильтрата =-=805-135=67 °С.
Теплоемкость фильтрата =4187 Джкг·К[рис. XI5];
Теплоемкость воды =4196 Дж(кг·К) [рис. XI5];
Коэффициент теплопроводности фильтрата =0578 Вт(м·К)[рис. X5];
Вязкость фильтрата =0423 Па·с;
Плотность фильтрата =9795 кг.
Тепловую нагрузку =(-)= 572·4187 (76-58)=431094 Вт.
=130 ; число ходов – 2; общее число труб – 690; диаметр труб - 20×2 мм; диаметр кожуха – 800; длина труб - 3 м; площадь сечения одного хода по трубам - =0069 ; площадь самого узкого сечения потока по межтрубному пространству =0069 .
===3149 т.е. режим течения – переходный.
Принимаем =2К ''=4К.
Тогда =+=67+2=69 °С; =+''=67+4=71 °С.
Критерий Прандтля при :
=()=(4187·0423)0578 =306.
Рассчитываем критерии Нуссельта для ХТ:
=1+1+=12900+12900+0002465=000073 (·К)Вт.
Коэффициент теплоотдачи от стенки к ХТ и :
==()=(1822·0578)0016=658 Вт(·К)
Тепловой поток от стенки к ХТ и :
Рассчитываем температуру стенки со стороны ГТ и :
=-=69+1316·000073=6996 °С;
=-=71+2632·000073=7292 °С.
Рассчитываем падение температуры от стенки к ГТ и '':
''=-=805-7292=758 К.
Находим по [XXXIX5] =972 кг; =0355 Па·с; =0675 Вт(м·К).
Тогда =()=(4196·0355)0675 =220;
=()==(4185·0451)0686 =275;
=()==(4184·0470)0659 =298.
Рассчитываем скорость воды в межтрубном пространстве :
Критерий Рейнольда для ГТ :
===9857 т.е. режим течения – переходный.
Критерий Нуссельта для ГТ:
=034(=034··(22275)=3592;
=034=034··(22298)=3322.
Коэффициент теплоотдачи от стенки к ГТ и :
=()=(3592·0675)002=12123 Вт(·К);
=()=(3322·0675)002=11212 Вт(·К).
Тепловой поток от ГТ к стенке и :
==1054·12123=12777 Вт;
==758·11212 =8498 Вт.
Коэффициент теплоотдачи К:
Насос подает суспензию через подогреватель в корыто дискового вакуум-фильтра
Концентрация масс доли
Плотность твердой фазы кг
Объемная производительность по суспензии c
Динамическая вязкость суспензии Па·с
Объемная производительность по твердой фазеч
Диаметр трубопроводаdм
Фактическая скорость суспензии в трубемс
Критерий Re==038·015·1084193·=32015
Коэффициент трения для стальной гладкой новой трубы принимаем по Re=32015 e=02 мм при e=15002=750 и по рисунку 1.5[5] λ=0025.
Длину трубы принимаем ориентировочно: L=20 30 м.
Местное сопротивление принимаем по таблице 1213:
Σ=2+2+3+2=2·1+2·45+3·13+2·1=169.
Гидравлическое сопротивление трубопровода:
=(1+(λL)+Σ)(2)=(1+(0025·25015)+169)·(2)=
Кожухотрубчатый теплообменник
Сечения: трубного пространст пространства
Межтрубного пространства
Суспензия (трубное пространство)
Теплоноситель: водяной пар(межтрубное пространство)
Расчет сопротивления теплообменника проводим по трубному пространству по которому проходит суспензия
Скорость фильтрата в трубах теплообменника:
Коэффициент трения для стальной гладкой новой трубы принимаем по Re=15007 e=02 мм при e=0216=00125 и по рисунку 1.6[5] λ=0021.
Скоростное давление в трубах:
Потери давления на преодоление трения в трубах теплообменника:
=λ(nl)=0021(1·30016)·188=74 Па.
Потери давления на преодоление местных сопротивлений теплообменника:
Местные сопротивления по трубному пространству:
Входная и выходная камеры
Поворот на 180° между ходами
Вход в трубы и выход из них
Диаметры штуцеров равны диаметру трубопровода суспензии.
Скорость суспензии в штуцерах:
=0785=000670785·=038 мс.
Скорость в штуцере больше скорости в трубах теплообменника поэтому потери давления на местные сопротивления для входной и выходной камер находим по скорости в штуцерах а потери при входе и выходе из труб и при поворотах из одной секции в другую – по скорости в трубах:
=Σ2+Σ2=15·2··10842+(2.5·5+1·12+1·2+15·2)··10842=788 Па.
Общее гидравлическое сопротивления трубного пространства теплообменника:
Суммарное гидравлическое сопротивление сети:
ΣP=++Hg+=1727+862+15·1084·98=161937 Па где H=12 15 м – высота подъема суспензии =0.
H= ΣPg=1619371084·98=153 м.
Полезная мощность насоса:
=ΣP1000=00067·1619371000=11 кВт.
Мощность электродвигателя:
Установочная мощность электродвигателя при коэффициенте запаса =125
Выбираем по таблице 18[1] фекальный насос для загрязненных жидкостей по =67 с (2412 ч) и H=153 м. Принимаем фекальный насос 2 НФ V=43 ч H=37 м.
Принимаем электродвигатель по таблице 16[1] и установочной мощности = 225 кВт типа 4А100S2 N=4 кВт n=483 .
Объемная производительность по фильтратус
Динамическая вязкость фильтрата Па·с
Диаметр трубопровода при скорости фильтрата =1 мс dм
Диаметр трубопровода принимаем 100.
Фактическая скорость фильтрата в трубе:
=0785=000590785·=075 мc.
Критерий Re==075·010·97950423·=173670
Коэффициент трения для стальной гладкой новой трубы принимаем по Re=173670 e=02 мм при e=10002=500 и по рисунку 1.5[5] λ=003.
Σ=2+2+2+2=2·1+2·45+2·13+2·1=156.
=(1+(λL)+Σ)(2)=(1+(003·25010)+156)·(2)=
Сечения: трубного пространства
Фильтрат (трубное пространство)
Теплоноситель: вода(межтрубное пространство)
Расчет сопротивления теплообменника проводим по трубному пространству по которому проходит фильтрат
Коэффициент трения для стальной гладкой новой трубы принимаем по Re=3149 e=02 мм при e=0216=00125 и по рисунку 1.6[5] λ=0026.
=λ(nl)=0026(2·30016)·4=39 Па.
Диаметры штуцеров равны диаметру трубопровода фильтрата.
=0785=000590785·=075 мс.
Скорость в штуцере больше скорости в трубах теплообменника поэтому потери давления на местные сопротивления для входной и выходной камер находим по скорости в штуцерах а потери при входе и выходе из труб и при
поворотах из одной секции в другую – по скорости в трубах:
=Σ2+Σ2=15·2··97952+(2.5·5+1·12+1·2+15·2)··97952=3065 Па.
ΣP=++Hg+=6639+3104+15·9795·98=153730 Па
где H=12 15 м – высота подъема суспензии =0.
H= ΣPg=1537309795·98=16 м.
=ΣP1000=00059·1537301000=1 кВт.
Выбираем по таблице 16[1] центробежный насос по =59 с (2124 ч) и H=16 м. Принимаем центробежный насос К 4530 V=45 чH=30 м.
Принимаем электродвигатель по таблице 16[1] и установочной мощности = 21 кВт типа 4А80B2 N=22 кВт n=483 .
Удельный расход электроэнергии:
=Σ=(22+3+3+225+21+3+40+30)572=15 кДжкг где =22 кВт – привод диска фильтра; =3 кВт – привод мешалки фильтра; =30 – привод мешалки в емкости; суспензии.
=225 кВт – насос подачи суспензии;
=21 кВт – насос подачи фильтрата на нагрев;
=30 кВт – насос подачи промывной воды;
=40 кВт – воздуходувка;
=30 кВт – вакуум-насос.
Удельный расход сжатого воздуха:
Удельный расход греющего пара:
=ΣD=(095+018)572=02 кгкг 095 кгс – расход пара на подогрев суспензии 018 кгс – расход конденсата из подогревателя на подогрев промывной воды.
Удельный расход воды на нагрев фильтрата:
==12572=21 кгкг где =12 кгc – расход воды на нагрев
Ведерникова М.И.Гидравлические расчеты. Ч.1. Расчет и выбор насосов и вентиляторов: Методическое указание.– Екатеринбург: УГЛТА 2000 – 40с.
Ведерникова М.И. Старцева Л.Г. Гидравлические расчеты. Ч.2. Примеры расчетов и выбора насосов и вентиляторов: Методическое указание.– Екатеринбург: УГЛТА 2000 – 44с.
Ведерникова М.И. Старцева Л.Г. Проектирование непрерывно действующей фильтровальной установки: Методическое указание.– Екатеринбург: УГЛТА 2000 – 44с.
Орлов В.П. Примерный расчет кожухотрубчатых теплообменников: Методическое указание.– Екатеринбург: УГЛТА 2000 – 46с.
Павлов К.Ф Романков П.Г. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. – 9-издание . переработанное и дополненное. – Л.: Химия 1981 – 560с.
Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник – 2-издание. переработанное и дополненное. Т. – 2 – Калуга: Н. Бочкаревой 2002 – 1017с.
Перечень замечаний нормоконтроля
Студенту Насртдинов А.Ф.
На «тему установка фильтровальная»
Содержание замечаний
Отметка об исполнении

icon схема фильтровальной установки.cdw

схема фильтровальной установки.cdw
Дисковый вакуум-фильтр ДОО32-2
Ресивер-водоотделитель
Конденсатор барометрический
Вентиль регулирующий
Барометрическая труба
Емкость-гидрозатвор для промывного фильтрата
Подогреватель-конденсатор
Условные обозначения
Наименнования среды
вода технологическая горячая
Схема технологическая
up Наверх