2.1. Определить скорость осаждения шарообразных частиц кварцевого песка плотность 2600кг/м3 и диаметром 10мкм: а) в воде при 15°С; б) в воздухе при 15°С и 500°С.
2.2. Найти отношение диаметров шарообразных частиц свинцового блеска плотностью 7800 кг/м3 и кварца плотностью 2600 кг/м3, осаждающихся при ламинарном режиме обтекания частиц с одинаковой скоростью в воздухе и в воде.
2.4. Рассчитать необходимую скорость восходящего потока воздуха для сепарирования частиц диаметром менее 1,0 мм от более крупных. Температура воздуха 20°С; плотность частиц 3230 кг/м3.
2.5. Определить расстояние между полками пылеосадительной камеры (рис. 2.2), чтобы в ней успевали осаждаться частицы колчеданной пыли диаметром более 15 мкм. Остальные условия соответствуют примеру 2.6.
2.6. Определить размеры частиц пыли плотностью 3700 кг/м3, которые будут осаждаться в пылеосадительной камере (рис. 2.2) длиной 4,55 м, шириной 1,71 м и высотой 4,0 м с расстоянием между полками 100 мм при прохождении через нее 2000 м3/ч запыленного газа (расход отнесен к нормальным условиям) при температуре 400 °С и вязкости 0,03·10-3 Па·с.
2.7. Определить диаметр отстойника (рис. 2.3) для непрерывного осветления водной суспензии мела при температуре 35°С. Остальные условия принять как в примере 2.7.
2.8 Как измениться производительность отстойника, если температуру осветляемой суспензии в нем повысить с 15 до 50°С? В обоих случаях режим обтекания частиц полагать ламинарным.
2.10. Определить скорости осаждения в воде продолговатых частиц угля и пластинчатых частиц, имеющих эквивалентный диаметр 2,0 мм. Температура воды 25 °С; плотности угля и сланца 1400 кг/м3 2200 кг/м3.
2.11. Рассчитать эквивалентный диаметр частицы свинцового блеска угловатой формы, скорость осаждения которых в воде при 15°С равна 0,25м/с. Плотность частиц 7500кг/м?.
2.12. Определить массу осадка влажностью 25%, собирающегося на фильтрующей перегородке в результате фильтрования 10м3 суспензии плотностью 1120 кг/м3 с массовой долей твердой фазы 20 %.
2.13. Определить массу (считая на сухое вещество) осадка, полученного в результате фильтрования водной суспензии с массовой долей твердой фазы 20% и получения 15м3 фильтрата.
2.14. На опытном фильтре рабочей площадью 1,0·10-2 м2 было собрано за 10 мин 0,110 л и за 45 мин 0,250 л фильтрата. Вычислить время, необходимое для получения 65 л фильтрата при фильтровании той же суспензии при тех же условиях процесса. Поверхность промышленного фильтра составляет 4,2 м2.
2.15. Определить время промывки осадка 4,0 л/м2 промывной жидкости при следующих значениях полученных опытным путем констант процесса: К = 2,62·10-7 м2/с и С = 1,64·10-3 м3/мг. В момент окончания предыдущего процесса фильтрования было собрано 15,5 л фильтрата с одного квадратного метра фильтрующей перегородки; свойства промывной жидкости и условия промывки идентичны свойствам фильтрата и условиям фильтрования.
2.16. Определить необходимую поверхность фильтрования рамного фильтр-пресса для получения 5м? фильтрата в течении 2,5ч., если значения констант фильтрования К = 7,1·10-7 м2/с и С = 1,2·10-3м3/м2.
2.17. В барабанном вакуум-фильтре (рис. 2.4) фильтруется 3,0·10-3 м3/с суспензии, имеющей плотность 1200 кг/м3 и содержащей 20 % твердой фазы. Предварительно определенные при тех же условиях значения констант К = 1,03·10-5 м2/с и С = 5,4·10-3 м. Определить необходимую поверхность и частоту вращения барабана промышленного фильтра, если необходимая влажность осадка 30 % при опытном фильтровании достигается за 40 с. Активная фильтрующая поверхность барабанного вакуум-фильтра составляет 35 % от общей поверхности барабана.
2.18. Вычислить время промывки слоя осадка первоначально чистой водой и необходимое для промывки количество воды, если массовая концентрация отмываемого из осадка компонента должна быть 3,5·10-3 кг/л при ее значении в начале процесса промывки 120 кг/м3. Интенсивность промывки 0,110·10-3 м3/(м2-с), константа промывки Кп = 0,610, толщина слоя осадка 40 мм, поверхность фильтрующей перегородки 4,8 м2.
2.20. Воспользовавшись уравнением (2.7) и полагая С = 0, показать ориентировочно, как влияет изменение частоты вращения барабанного вакуум-фильтра (рис. 2.4) на его производительность (например, при увеличении частоты вращения на 50 %).
2.21 Подобрать циклон типа НИИОГаа (см. рис. 2.8 п.14) для улавливания частиц пыли плотностью 1200 кг/м3 и наименьшим диаметром 15 мкм на потока воздуха, расход и температура которого 5100 м3/ч (при 0°С и 760 мм.рт.ст.) и 50°С соответственно.
Рис. 2.8 Экспериментальные данные о степени улавливания пыли в циклоне ЦН-15
2.22. Определить технологический тип и конструкцию центрифуги для периодического отделения n-нитроанилина от воды при массовой доле твердых частиц в суспензии 35 % и требуемой остаточной влажности кристаллического осадка 5%.
2.24. Во сколько раз быстрее осаждаются одни и те же частицы в центрифуге по сравнению с осаждением в гравитационном отстойнике, если диаметр барабана 1,0м и n=600мин-1. Режим осаждения частиц в обоих случаях считать ламинарным.
2.25. Пренебрегая трением вала в подшипниках и трением барабана о воздух, определить время разгона барабана центрифуги, в который загружено 300 кг суспензии. Внутренний диаметр и высота барабана 1,0 м и 0,78 м, его масса 200 кг. Рабочая частота вращения барабана 800 мин-1. Мощность электродвигателя 6,0 кВт; общий КПД 0,8. Коэффициент заполнения барабана суспензией 0,50.
2.26. В условиях предыдущей задачи, но с учетом трения вала в подшипниках и барабана о воздух определить требуемую мощность электродвигателя, если время разгона барабана центрифуги должно составлять 2,5 мин. Диаметр вала 70 мм; подшипники - шариковые; толщина стенки барабана 10 мм.
2.27. Определить необходимое число центрифуг периодического действия с размерами барабана D=1,2м и Н=0,50м для фильтрования 50т/сут суспензии относительной плотности 1,8, с массовой долей твердой фазы 40 %; относительная плотность жидкой фазы составляет 1,1. Продолжительность одной операции 25 мин. Число рабочих часов в сутках принять равным 20. Коэффициент заполнения барабана 0,5.
2.28. Определить изменение производительности фильтрующей центрифуги при увеличении частоты ее вращения вдвое, если образующийся осадок однородный и несжимаемый, а сопротивлением фильтрующей перегородки можно пренебречь.
2.29. Определить производительность (по питанию) отстойной центрифуги АОГ-1800 при температуре водной суспензии мела с наименьшим размером частиц 2 мкм, равной 40 С. Длина барабана 700 мм, диаметр борта 1300 мм, частота вращения n = 735 мин-1; КПД равен 0,45.
2.30. Во сколько раз производительность промышленной фильтрующей центрифуги типа АГ больше производительности геометрически подобной лабораторной модели, если размеры промышленной центрифуги в три раза превышают размеры модели. Частоты вращения барабанов, их времена заполнения и свойства суспензии и осадков одинаковы.
2.31 Определить производительность шнековой осадительной центрифуги НОГШ-600 по водяной суспензии гипса с наименьшим размером частиц 2мкм и температурой суспензии 50°С. Диаметр сливного цилиндра барабана 480мм, длина зоны осаждения 350мм, частота вращения барабана n=1400мин-1.
2.33. Определить скорость вертикального потока воздуха, необходимую для начала псевдоожижения слоя сферических частиц алюмосиликагеля размером 1,2 мм. Плотность частиц составляет 968 кг/м3. Температура воздуха 100°С. Определить также перепад статического давления на псевдоожиженном слое, если высота неподвижного слоя составила 400мм.
2.34. В условиях предыдущей задачи определить порозность и высоту псевдоожиженного слоя при скорости воздуха, в 1,7 раза превышающей скорость начала псевдоожижения.
2.35. Определить наибольший диаметр гранулированных частиц угля плотностью 660 кг/м3, начинающих переходить во взвешенное состояние в воздухе при скорости потока 0,2 м/с и температуре 180°С. Определить также объемную долю частиц при скорости воздуха 0,4 м/с.
2.36. Цилиндровое масло, имеющее вязкость 18,0 Па·с и плотность 930 кг/м3, на 3/4 заполняет бак диаметром 900 и высотой 1100 мм. Определить необходимую мощность электродвигателя
2.37. Определить, с какой частотой будет вращаться лопастная мешалка диаметром 0,5 м в разбавленном водном растворе при его температуре 64°С, если потребляемая электродвигателем мощность составляет 0,8 кВт, а физические свойства раствора можно принять как для воды при комнатной температуре.
2.38. Лопастная мешалка диаметром d1 = D/4 заменена на меньшую диаметром d2 = D/4, где D - диаметр цилиндрического бака с перемешиваемой жидкостью. Какова будет частота вращения меньшей мешалки при прежней мощности электродвигателя, если режимы обтекания мешалок в обоих случаях ламинарные?
2.39. Каков должен быть диаметр пропеллерной мешалки для перемешивания технического глицерина вязкостью 1,6 Па·с и плотностью 1200 кг/м3 в баке диаметром 1,75 м при n = 500мин-1 и расходуемой мощности 17 кВт?
Главная 
