химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

о высоты, а определяется площадью его поперечного сечения F; высота Я + h диктуется только объемом загружаемой суспензии.

В отстойнике полунепрерывного действия твердые частицы оседают со скоростью wc и движутся в горизонтальном направлении со скоростью, которую примем равной скорости потока жидкости тж. Расстояния Я и / твердые частицы проходят за одно и то же время т, поэтому т = Hlwa = 1/®>ж »шж = w0 (ПН).

Производительность отстойника по осветленной жидкости за время т. выразится так:

Уж = ЬНшж% — blw0x = Fw0x (V.6)

Из формулы (V.5) видно, что производительность отстойника полунепрерывного действия также определяется площадью его поперечного сечения F = Ы, а не высотой осветленного слоя. Заметим, что формула (V.5) является приближенной, поскольку мы постулировали равенство скоростей горизонтального движения обеих фаз, а также игнорировали непостоянство скорости жидкости подлине обусловленное убыванием высоты слоя осадка подлине аппарата (более крупные частицы оседают ближе к входу суспензии). Рассматриваемые аппараты наиболее эффективны при ламинарном течении жидкости и при плавном входе суспензии (без возмущений).

Для расчета отстойника непрерывного действия напишем уравнения материальных балансов по жидкой и твердой фазам:

Ml + «е> = Vo/(l +"о) + W<1 + <%); Vcoc/(i + о») = V0aal(\ +0,,) + Vnan!(l + аа)

202 где Vc, VB в V„ —объемные расходы разделяемой суспензии, сгущенного осадка и осветленного потока, м3/с; Ос, а0 и аП— относительные объемные концентрации твердой фазы в указанных потоках.

Из этих уравнений находим:

Vn = V« [(а0-ас)(1+ аш)/(1 + ас) (а0 - ап)]

Если скорость восходящего осветленного потока в отстойнике с площадью поперечного сечения F равна w0, то VN = Fwa и

F = [Ve (а„- ас) (1 + «о>М«'о (1 + <"с) («о - %)] (V.6)

В случае полного осветления жидкости а, = 0 и

F=lVe(eb-Oe)]/K«o(l+ee)] Совершенно очевидно, что w0 — скорость стесненного осаждения самых мелких частиц, оседающих в отстойнике. Опыт показывает, что требуемая величина F примерно в 1,35 раза больше рассчитанной по формуле (V.6). При этом следует учесть, что скорость падения твердой частицы wa равна разности скорости осаждения и скорости сплошной фазы.

Из уравнения (V.6) видно, что производительность отстойника, как и в предыдущих случаях, не зависит от его высоты, но последняя оказывает существенное влияние на концентрацию твердой фазы аа в уходящем осадке. Дело в том, что эта концентрация зависит от времени пребывания осадка в аппарате, а время пропорционально высоте отстойника. Величину ха можно определить опытным путем, варьируя продолжительность периодического отстаивания разделяемой суспензии в мерном цилиндре.

Процесс разделения сильно усложняется в случае полидисперсной твердой фазы, так как частицы разных диаметров имеют различные скорости осаждения. Ориентация на скорость осаждения самых мелких частиц приводит, разумеется, к преувеличению Р и соответственному преуменьшению Ус; устранение этой погрешности возможно только на основании опытных данных.

В отстойнике с коническими перегородками (см. рис. V-1, д) твердые частицы, осаждаясь под действием силы тяжести со скоростью w0, движутся параллельно поверхности конусов с потоком жидкости со скоростью wm, уменьшающейся по направлению от оси аппарата к его периферии. Если аппарат имеет <' конических перегородок, а расстояние между ними по нормали равно 6, то на любом радиусе г скорость потока суспензии выразится как wM = = Vj2nrib> где VB — расход суспензии.

Так как горизонтальная составляющая скорости потока а>р =

= = а>ж cos а, то время прохождения им элементарного

участка dr зоны осаждения (пространство между двумя соседними коническими перегородками) dxn = (2nrbi/Vc cos a) dr.

203

Вертикальная составляющая скорости твердой частицы

Vr. sin a dh

. », = »„-,,sin(( = »0 ?__J; = i^.

tnno dx0

откуда dx„ = 2nribdh/(2nribw0 — Vc sin a). ?

Но время прохождения суспензией всей зоны осаждения должно быть равно времени падения частицы с высоты Л, т. е. *п = т0, dxM — dx0 и

(2пгЫ/Vc cos о) dr — [2nrib/(2nribw0 — Va sin a)] dh

Разделяя переменные и интегрируя уравнение в пределах от О до R и от 0 до h, получаем:

Л = (nibWoRo/Ve cos a) — R tg a (V.7)

Формула (V.7), связывающая производительность отстойника V0 и его конструктивные размеры (Я, Л, а и i), является, однако, приближенной, поскольку она предполагает wa = const. В действительности ш0 непрерывно изменяется, так как по мере движения суспензии уменьшается концентрация твердой фазы (не исключено также изменение режима движения оседающих твердых частиц).

В. ОСАЖДЕНИЕ В ПОЛЕ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СИЛЫ 1. Основы и техника разделения суспензий

Скорость гравитационного разделения суспензий, как видно из предыдущего, падает по мере уменьшения размера твердых частиц и разности плотностей обеих фаз, а при ламинарном и переходном режимах осаждения — также с ростом вязкости жидкой среды. Увеличение скорости этого процесса возможно в поле центробежной силы, дл

страница 79
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая" (4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
оформление зала для торжеств
Компания Ренессанс: лестницы для дачи и дома - цена ниже, качество выше!
стул посетителей kf 1 купить
склад для хранения личных вещей москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)