Materiały pomocnicze z Aparatury Przemysłu Chemicznego

Transkrypt

1 Materiały pomocnicze z Aparatury Przemysłu Chemicznego Odstojnik dr inż. Szymon Woziwodzki Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 1

2 POLITECHNIKA POZNAŃSKA WYDZIAŁ TECHNOLOGII CHEMICZNEJ INSTYTUT TECHNOLOGII I INŻYNIERII CHEMICZNEJ ZAKŁAD INŻYNIERII I APARATURY CHEMICZNEJ PROJEKT NR Projekt wykonany w ramach zajęć Aparatura Przemysłu Chemicznego Imię i Nazwisko studia dzienne inżynierskie 16/17 na kierunku Technologia Chemiczna Temat: Uwagi: Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona

3 TOK PROJEKTOWY ODSTOJNIKA 1. Strona tytułowa (format A4). Założenia projektowe 3. Część obliczeniowa odstojnika 3.1. Bilans masowy 3.. Graniczna średnica cząstki 3.3. Obliczenia prędkości opadania pojedynczego ziarna 3.4. Obliczenie rzeczywistej prędkości opadania ziarna 3.5. Obliczenia powierzchni osadzania 3.6. Obliczenia rzeczywistej powierzchni odstojnika 3.7. Obliczenie średnicy odstojnika 3.8. Obliczenia objętości warstwy szlamu 3.9. Obliczenia natężenia przepływu szlamu 3.1. Obliczenia czasu zagęszczania zawiesiny Obliczenia wysokości odstojnika 3.1. Obliczenia powierzchni łopatki zgarniacza Obliczenia wysokości łopatki zgarniacza Obliczenia średnicy rurociągu do transportu zawiesiny Obliczenia średnicy rurociągu do transportu cieczy klarownej Obliczenia średnicy rurociągu do transportu szlamu Obliczenia napędu odstojnika 4. Obliczenia konstrukcyjne odstojnika 4.1. Obliczenia części cylindrycznej 4.. Obliczenia dna stożkowego 4.3 Dobór pompy do transportu szlamu 5. Dobór pomp 6. Obliczenia spadku ciśnienia w rurociągu 7. Dobór armatury rurociągu 8. Spis oznaczeń z jednostkami 9. Spis treści 1. Schemat instalacji 11. Rysunek ofertowy odstojnika 1. Datasheet odstojnika 1. przekrój odstojnika. widok z góry odstojnika 3. schemat technologiczny (MS Visio) CO MA ZNAJDOWAĆ SIĘ NA RYSUNKU? Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 3

4 1. Średnica graniczna Aparatura Przemysłu Chemicznego OBLICZENIA d gr 36 g s - lepkość fazy ciągłej, Pas - gęstość fazy ciągłej, kg/m 3 s - gęstość fazy stałej, kg/m 3 g - przyspieszenie ziemskie, m/s. Prędkość opadania swobodnego u d s g 18 d - średnica cząstki ciała stałego, m 3. Liczba Reynoldsa dla sedymentacji Re u d dla opadania laminarnego przyjąć Re< 4. Prędkość opadania zakłóconego u rz K' u K' - współczynnik uwzględniający stężenia ciała stałego - współczynnik sferyczności Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 4

5 Kształt cząstki kulisty 1 zaokrąglony,77 ostrokątny,66 podłużny,58 płytkowy, Współczynnik K' (według Steinoura) jeżeli >,7 K' 1 1,8(1 ) jeżeli,7 K' 3, porowatość zawiesiny 5. Wyznaczanie powierzchni osadzania/odstojnika Fu V c c 1 f ' c F - powierzchnia osadzania/odstojnika, m u - prędkość opadania swobodnego, m/s V - objętościowe natężenie zawiesiny na wlocie do odstojnika, m 3 /s c - stężenie początkowe zawiesiny c - stężenie zawiesiny w warstwie granicznej (opadania gromadnego) f'(c) - pochodna funkcji stężenia w warstwie granicznej (opadania gromadnego) c c cf ' f '( c) c f ( c) Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 5

6 Aparatura Przemysłu Chemicznego WYZNACZANIE STĘŻENIA W WARSTWIE GRANICZNEJ C 5.1. Model Khana-Richardsona f (c) 1 c 4,8 c dcd (1 c) 4,8 c d c dc (1 c) 4,8 (1 c) 4,8 4 c c 9 c 5 c - stężenie zawiesiny na wyjściu z odstojnika (w szlamie) Powyższe równanie rozwiązujemy jak zwykłe równanie kwadratowe. Z dwóch pierwiastków równania wybieramy większą wartość, która odpowiada stężeniu w warstwie granicznej c. 6. Rzeczywista powierzchnia odstojnika Frz 1,35 F 7. Średnica odstojnika D 1.13 Frz Po wyznaczeniu średnicy odstojnika, parametry jego pracy pobieramy z tabeli na str Objętość warstwy szlamu v szl V c s c s c n Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 6

7 Aparatura Przemysłu Chemicznego V objętościowe natężenie przepływu zawiesiny, m3/s c stężenie początkowe zawiesiny rs gęstość ciała stałego, kg/m3 rk gęstość cieczy, kg/m3 c stężenie szlamu n częstość obrotów zgarniacza, obr/s 9. Objętościowe natężenie przepływu szlamu V v szl n 1. Czas zagęszczania zawiesiny h C1u rz Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 7

8 h wysokość strefy swobodnego opadania, h =,45-,75 m C 1 stała, C 1 =,35 u rz rzeczywista prędkość opadania, m/s 11. Wysokość odstojnika h h h1 h h wysokość strefy opadania swobodnego, m, h =,6 m h 1 wysokość strefy granicznej (opadania gromadnego), m h wysokość szlamu, m h G s 1 Frz h, 73 D s G s - masowe natężenie przepływu szlamu, kg/s F rz - rzeczywista powierzchnia odstojnika, m - czas zagęszczania zwiesiny, s 1. Powierzchnia łopatki zgarniacza A s D 4 D l l,9d i D średnica odstojnika, m l czynna szerokość zgarniacza, m A s powierzchnia łopatki zgarniacza, m i liczba łopatek zgarniacza Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 8

9 13. Wysokość łopatki zgarniacza Aparatura Przemysłu Chemicznego b v A szl s 14. Średnica rurociągu do transportu szlamu d 4V u V natężenie przepływu szlamu, m 3 /s, u prędkość przepływu szlamu, m/s, u =,3 m/s 15. Średnica rurociągu do transportu zawiesiny d 4V u 3 V natężenie przepływu zawiesiny, m 3 /s, u 3 prędkość przepływu zawiesiny, m/s, u 3 =1 m/s 16. Średnica rurociągu do transportu cieczy klarownej d 1 4V u 1 3 V 1 natężenie przepływu cieczy klarownej, m 3 /s, u 3 prędkość przepływu cieczy klarownej, m/s, u 3 =1 m/s Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 9

10 Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Strona 1

11 Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Strona 11

12 Wersja Data.1 Skorygowano tok projektowy - dodano datasheet Wersja Materiały dydaktyczne v.1. Wszelkie prawa zastrzeżone. Szymon.Woziwodzki@put.poznan.pl Strona 1