Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Промышленные фильтры. Расчет производительности и прочности вертикальной конструкции автоматического фильтр-пресса




 

Цель работы: ознакомиться с устройством фильтров для разделения суспензий; произвести расчет производительности промышленного фильтра.

 

4.1 Устройство фильтров

 

Простейший фильтр – сосуд, разделённый на две части ФП. Между частями фильтра создаётся разность давлений, под действием которой жидкость проходит через перегородку, задерживающую твёрдые частицы.

С целью повышения эффективности разделения суспензий конструкция фильтров значительно усложняется, что особенно заметно в промышленных установках непрерывного действия.

 

4.2 Расчет производительности фильтра

В промышленности нашли широкое применение автоматические фильтр-прессы ФПАКМ: они используются в химической, нефтяной, угольной, гидрометаллургической, горнорудной, пищевой, керамической отраслях, а также при фильтровании промышленных и бытовых сточных вод.

Для расчета производительности и оптимального режима по осадку принимаем следующие технологические параметры работы автоматического фильтр-пресса ФПАКМ:

– давление фильтрования ;

– давление промывки ;

– время вспомогательных операций tB = 120 с;

– отношение объема осадка к объему фильтрата хос = 0,2;

– удельное сопротивление осадка ;

– плотность осадка ;

– константа промывки К =1,69.

Вязкость фильтрата близка к вязкости промывной жидкости ( ).

Осадок отмывается до содержания растворимых не более от .

 

1-упорная плита; 2-фильтровальные плиты; 3-нажимная плита; 4-электромеханический зажим; 5-верт. стяжки; 6-опорная плита; 7-камера регенерации; 8-приводной валик; 9-фильтровальная ткань; 10-направляющие валики; 11-скребки

Рисунок 4.3.1 – ФПАКМ

 

Сначала рассчитывается безразмерный коэффициент, учитывающий вязкости фильтрата и промывной жидкости, а также концентрацию твёрдой фазы до и после фильтрования:

Затем определяется оптимальная толщина слоя осадка на фильтровальной перегородке, м:

Время цикла, с:

 

Оптимальная производительность по осадку с 1 м2 фильтра, :

4.3 Расчет прочности вертикальной конструкции

В качестве примера ниже приведён приблизительный прочностной расчёт вертикальной конструкции фильтр-пресса ФПАКМ на растягивающее усилие в стяжках, на которых крепятся фильтровальные плиты.

Основной расчёт ведётся на усилие, создаваемое электромеханическим зажимом для обеспечения герметизации стыков в пакете плит. Вес плит при расчёте не учитывается.

Усилие герметизации P, МН:

 

где – усилие, возникающее в момент фильтрования или отжима осадка, МН;

– реакция герметизирующей прокладки, МН.

Усилие фильтрования, МН:

Реакция прокладки, МН:

где – коэффициент, для ФПАКМ .

Общая площадь стяжек (n=4), м2:

Для стали Ст4 допускаемое напряжение на растяжение составляет

.

Напряжение, создаваемое в опорных стяжках усилием электромеханического зажима, находится по формуле, МПа:

Условие прочности соблюдается, если выполняется неравенство .

 

4.4 Пример расчета производительности и прочности вертикальной конструкции автоматического фильтр-пресса

 

4.4.1 Расчет производительности автоматического фильтр-пресса

 

Исходные данные: Сначала рассчитывается безразмерный коэффициент, учитывающий вязкости фильтрата и промывной жидкости, а также концентрацию твёрдой фазы до и после фильтрования:

Затем определяется оптимальная толщина слоя осадка на фильтровальной перегородке, м:

Время цикла, с

 

Оптимальная производительность по осадку с 1 м2 фильтра, :

 

4.4.2 Расчет прочности вертикальной конструкции автоматического фильтр-пресса

 

Исходные данные: , , , s w:val="28"/></w:rPr><m:t>Рј</m:t></m:r></m:e><m:sup><m:r><m:rPr><m:sty m:val="p"/></m:rPr><w:rPr><w:rFonts w:ascii="Cambria Math" w:h-ansi="Cambria Math"/><wx:font wx:val="Cambria Math"/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>2</m:t></m:r></m:sup></m:sSup></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> .

Основной расчёт ведётся на усилие, создаваемое электромеханическим зажимом для обеспечения герметизации стыков в пакете плит. Вес плит при расчёте не учитывается.

Усилие герметизации P, МН:

Усилие фильтрования, МН:

Реакция прокладки, МН:

где – коэффициент, для ФПАКМ .

Общая площадь стяжек (n=4), м2:

Для стали Ст4 допускаемое напряжение на растяжение составляет

.

Напряжение, создаваемое в опорных стяжках усилием электромеханического зажима, находится по формуле, МПа:

 

Очевидно, что . Условие прочности соблюдается.

 

4.5 Задание для самостоятельного расчета производительности автоматического фильтр-пресса

 

Рассчитать производительность автоматического фильтр-пресса ФПАКМ по следующим параметрам:

 

Таблица 4.5.1 – Исходные данные для расчета производительности

№ вар. , с ,
5 104 5 104 0,35 4 1010 0,5 103
4 104 4 104 0,2 3 1010 0,2 103
6 104 4 104 0,11 6 1010 0,1 103
5 104 3 104 0,26 9 1010 0,3 103
7 104 5 104 0,14 2 1010 0,8 103
9 104 7 104 0,27 5 1010 0,7 103
4 104 3 104 0,19 7 1010 0,9 103
6 104 6 104 0,12 8 1010 0,6 103
5 104 5 104 0,31 3 1010 0,4 103
8 104 7 104 0,3 5 1010 0,5 103

 

При расчёте считать, что вязкость фильтрата близка к вязкости промывной жидкости ( ), константа промывки К =1,7.

 

4.6 Задание для самостоятельного расчета на прочность вертикальной конструкции автоматического фильтр-пресса

Рассчитать прочность вертикальной конструкции автоматического фильтр-пресса ФПАКМ по следующим параметрам:

 

Таблица 4.6.1 – Исходные данные для расчета на прочность конструкции фильтр-пресса

№ вар. , МПа , м2 , м2 , м2
0,5 1,26 0,0314
0,4 0,945 0,00785
0,6 0,63 0,07065
0,5 0,63 0,0314
0,7 1,26 0,0314
0,9 1,26 0,07065
0,4 0,63 0,07065
0,6 0,945 0,0314
0,5 1,26 0,00785
0,8 0,945 0,00785

 

Расчёт произвести для стали марки Ст4. Если условие прочности не выполняется, необходимо выбрать более прочную сталь и повторить расчёт.

 

4.7 Контрольные вопросы

 

· Дайте определение фильтрования.

· Какие бывают режимы фильтрования?

· Каким образом можно интенсифицировать процесс фильтрования? Назовите основные этапы разделения суспензий.

· Опишите свойства фильтровальных перегородок.

· Объясните, как устроены разные типы фильтров.

· Как рассчитывается производительность фильтр-пресса ФПАКМ?

· Расчёт на прочность конструкции фильтр-пресса ФПАКМ.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1469. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия