Контрольная работа по "Технологии"

где h_a – высота установки штуцера, м;

h – высота псевдоожиженного слоя, м;

h_c –высота сепарационного пространства, м. 
 

Рассчитаем высоту установки штуцера:

h_а=10+5,38=15,38 м;

Принимаем высоту установки входного штуцера (высоту аппарата) равной

16 м. 

14. Расчет циклона 

     Для улавливания частиц размером менее 0,3 мм (300 мкм) выбираем циклон ЦН-15. данный тип циклонов обеспечивает хорошую степень улавливания при сравнительно небольшом гидравлическом сопротивлении. Технические характеристики и основные размеры (в долях диаметра) приведены в таблице 3: 
 

Таблица 3 – основные параметры циклона ЦН-15:

Наименование  характеристики	Значение
Диаметр выходной трубы D1	0,6
Ширина  входного патрубка b	0,26
Высота  входного патрубка h1	0,66
Высота  выходной трубы h2	1,74
Высота  цилиндрической части h3	2,26
Высота  конической части h4	2,0
Общая высота циклона H	4,56
Коэффициент сопротивления циклона ζ0	160

 

     Принимаем м²/с², и по этому значению по рассчитываем скорость газа внутри циклона:

Где W_ц – скорость газа внутри циклона, м/с;

ζ₀ – коэффициент сопротивления циклона;

∆Р  – гидравлическое сопротивление  циклона, Па;

ρ_г – плотность газа, кг/м³. 

Скорость  внутри циклона равна:

.

Диаметр циклона рассчитывают

Где V_с – объёмный расход газа, м³/с;

W_ц – скорость внутри циклона, м/с.

Диаметр циклона равен:

, принимаем диаметр циклона  800 мм. 

15. Расчет гидравлического  сопротивления аппарата  и его компонентов 
 

Гидравлическое  сопротивление слоя рассчитывают

∆Рсл=ρ*(1-ε0)*g*h0

где ∆Р_сл – гидравлическое сопротивление слоя, Па;

ρ – плотность среды, кг/м³;

ε₀ – порозность неподвижного слоя;

g=9,81 – ускорение свободного падения, м/с²;

h₀ – высота неподвижного слоя, м. 

Рассчитаем  гидравлическое сопротивление слоя (одинаковое для всех четырех случаев):

∆Р_сл=1100*(1-0.409)*9,81*7,851=50069,6 Па.

Скорость  в отверстиях решетки рассчитывается по

W0=Wраб/φ

Где W – скорость в каналах решетки, м/с;

W_раб – рабочая скорость, м/с;

φ –  доля «живого» пространства решетки. 

Рассчитаем  скорость в отверстиях решетки:

W=0.94/0.015=62,67 м/с; 

По отношению  d₀/δ по  определяем коэффициент сопротивления С по [3, с. 476] 

d₀/ δ=0.8/2=0.4 получаем С=0,63.

Сопротивление решетки рассчитывают по

∆Рреш=0,503*W2 0*ρ*(1-φ2)/c2

Где ∆Р_реш – гидравлическое сопротивление решетки, Па;

W₀ – скорость в отверстиях решетки, м/с;

ρ – сопротивление среды, кг/м³;

φ – доля «живого» сечения решетки;

с –  коэффициент сопротивления решетки. 

Рассчитаем  гидравлическое сопротивление решетки  для всех значений скорости в отверстиях:

∆Р_реш=0,503*62,67²* 0.835*(1-0,015²)/0,63²= 4155,22 Па 
 

Сопротивление циклона рассчитывается по формуле:

Где ∆р_ц – гидравлическое сопротивление решетки, Па;

ζ₀ – коэффициент сопротивления циклона;

W_ц – скорость среды внутри циклона, м/с;

ρ – плотность среды, кг/м³. 

Сопротивление циклона равно:

 Па

Скорость  воздуха входного патрубка:

Значение  удовлетворительное, скорость не должна быть слишком большой, иначе произойдет разрушение стенок циклона. 

Общее сопротивление аппарата для всех случаев равно:

∆р=50069,6+4155,22+626,31=54851,11 Па 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

  В ходе работы были рассчитаны порозности неподвижного и подвижного слоя, при чем порозность подвижного слоя выше, чем неподвижного слоя. Это объясняется тем, что частички имеют большую кинетическую энергию и сильнее отталкиваются друг от друга из за этого образуются большего размера порозни.

  При расчете  среднего диаметра частиц мы выбрали  две основные формулы расчета  среднего диаметра частиц полидисперсного слоя, и взяли их среднее значение, поскольку частички меньшего диаметра будут переходить в псевдоожиженное состояние, а частички большего размера будут подцеплять и переводить в псевдоожиженный слой частички меньшего диаметра.

   Рассчитали  рабочую скорость псевдоожижающего агента w_раб, а также две критические скорости: скорость начала псевдоожижения w_кр1, при которой гидравлическое сопротивление слоя становится равным весу твердых частиц и слой переходит в псевдоожиженное состояние, и скорость свободного витания (начала уноса) частиц w_кр2, причем скорость свободного витания определялась для самых маленьких частиц, поскольку именно они первыми будут уноситься из слоя зернистого материала, то есть должно соблюдаться условие: w_кр1<w_р<w_кр2.  Нам пришлось изменить число псевдоожижения, приняв его равным 3,6, поскольку при числе псевдоожижения 3,8 рабочая скорость не укладывалась в промежуток псевдоожижения

  Рассчитали  массу и объем силикагеля в  аппарате, он зависел от производительности силикагеля в аппарате, времени пребывания силикагеля в аппарате.

  Подобрали аппарат со стандартным диаметром 1400 мм по ГОСТ 9617-76. Высота аппарата при  расчетах получилась 16 м – это место установки входного штуцера циклона.

       Для уменьшения уноса самых мелких частиц был подобран и рассчитан циклон типа ЦН-15, поскольку он имеет наиболее высокую степень очистки по сравнению с остальными циклонами

      Было рассчитано полное гидравлическое  сопротивление, которое зависит  от сопротивления решетки, слоя  и циклона.

      Составлена схема аппарата и циклона в масштабе 1:70 и 1:50 соответственно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы 

  

1. Зиганшин  Г.К. Методическое руководство по гидродинамическому расчету аппаратов с неподвижным  и псевдоожиженным слоем зернистого материала. — Уфа: Уфимский нефтяной институт, 1983. 43 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. 10-е изд. — Л.: «Химия», 1987. 576 с.
3. Скобло А.И, Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. 3-е изд. — М.: «НЕДРА», 2000. 680 с.