Процессы и аппараты пищевых производств

Расчётная работа №2

Расчет отстойника периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.

Москва, 2023

Дано:

Диаметр твердых частиц d, мкм	Масса суспензии Gc, кг	Концентрация суспензии yс	Плотность частиц ρч, кг/м3
20	12000	0,06	1240

Температура суспензии t°C	Концентрация влажного осадка yо	Концентрация осветленной жидкости yж	Время процесса τ, ч
45	0,75	0,006	3,5

1. 
   Материальный расчет процесса
   

Процесс разделения жидкости или газовой неоднородной системы независимо от физической природы поля, в котором он происходит, можно свести к следующей расчетной схеме:

Осветлённая жидкость G_ж, y_ж

Исходная система

(суспензия, эмуль- Влажный осадок G_о, y_о

сия и др.) G_c, y_c
Все формулы для расчета массовых количеств системы, осветленной жидкости и влажного осадка выводятся из двух уравнений материального баланса:

G_c = G_ж + G_о

y_сG_с = y_жG_ж + y_оG_о

1. 
   Если задано массовое количество исходной системы, то количество осветленной жидкости можно рассчитать по формуле:
   

Масса влажного осадка составит:

---

или G_о = G_с – G_ж = 12000 – 11129,03 = 870,97 кг

2. 
   Для расчета объемных количеств системы, осветленной жидкости и влажного осадка необходимо определить плотности. Расчет плотностей системы производится по формулам осреднения.
   

Плотность исходной системы составит:

кг/м³

Аналогичная зависимость используется для расчета плотности осветленной жидкости ρ_ж и влажного осадка ρ_о:

кг/м³

кг/м³

3. 
   Объемы системы V, осветленной жидкости V и влажного осадка V находят по формулам:
   

Между величинами объемов должно соблюдаться следующее балансовое равенство, используемое обычно для проверки сходимости баланса:

V_c = V_ж + V_о = 11,23 + 0,75 = 11,98 м³

4. 
   Объемная производительность по осветленной жидкости рассчитывается по формуле:
   

2. 
   Скорость осаждения
   
   1. 
      Расчет скорости по формуле Стокса
      

Л аминарное движение частиц

2. 
   Определение коэффициента сопротивления
   

3. 
   Скорость
   

4. 
   При движении частиц в системах с большой концентрацией следует учитывать поправку на стесненность:
   

объемная концентрация частиц в системе:



действительная скорость осаждения составляет:

---

3. 
   Геометрические размеры отстойника
   

Основной характеристикой аппарата, используемого для осаждения в поле сил тяжести, является поверхность осаждения:

1. 
   отстойник периодического действия:
   

При расчете цилиндрического отстойника определяется его полный геометрический объем:



Для цилиндрического отстойника по поверхности осаждения находят диаметр:



Произведение длины на ширину соответствовало величине поверхности осаждения:



Высота жидкости в цилиндрической части аппарата



при α = 45°:



Полная высота цилиндрической части:

• 
  для цилиндрического аппарата
  

2. 
   отстойник полунепрерывного действия
   

Геометрические размеры отстойника:



соотношение длины и ширины .

Толщина слоя движущейся жидкости:



Продолжительность пребывания жидкости в отстойнике:



Объем слоя движущейся жидкости:


Контрольная работа №1

Осаждение

Задача. Рассчитать отстойник непрерывного действия для осаждения твердых частиц водной суспензии. Диаметр наименьших частиц, подлежащих осаждению

---

, d_ч, мкм. Производительность отстойника по суспензии, G_c, кг/ч. Концентрация суспензии xc. Плотность частиц ρ_ч, кг/м³. Температура суспензии t, °С. Влажность осадка U.

Определить производительность отстойника по осветленной жидкости G_осв, производительность по твердой фазе G_т.ф, площадь осаждения F_ос, диаметр отстойника D, общую высоту отстойника H, объемную производительность V_осв. Представить схему отстойника непрерывного действия и описание принципа работы.

Одноярусный отстойник непрерывного действия



Многоярусный отстойник непрерывного действия



Отстойник для разделения эмульсий



Расчетные формулы

1. 
   Скорость осаждения шарообразных частиц для ламинарного режима (Re ≤ 2; ζ = 24/Re)
   

Объемная доля твердой фазы в суспензии:

2. 
   Проверить режим осаждения, т.е. провести перерасчет числа Рейнольдса
   

⇒ ζ = = 8000

3. 
   Скорость стесненного осаждения
   

4. 
   Массовая производительность по осветленной жидкости
   

Производительность по твердой фазе, поступающей с суспензией



Количество получаемого из суспензии влажного осадка

5. 
   Объемная производительность отстойника по осветленной жидкости
   

Площадь осаждения отстойника

---

6. 
   Высоты зоны свободного осаждения в отстойнике
   

h₁ = 0,55 м

Высота зоны осаждения



Масса твердой фазы, осаждающейся в единицу времени на единице свободной поверхности отстойника



Высота зоны расположения лопастей мешалки



Диаметр отстойника



Общая высота отстойника

---

Смотрите также файлы

• Тест по дисциплине финансовый анализ анализ понимается как методика комплексного и системного изучения и измерения.pdf

• 125 слов.doc

• Отчет о прохождении организационноуправленческой практики (производственная практика).docx

• Оперы, автором которой стал один из членов Могучей кучки, Н. А. РимскийКорсаков.docx

• Пример расчета быстроходного вала червячного редуктора Определение усилий в зацеплении Окружная сила.docx