Расчет процесса ожижения сыпучих материалов. Ожижение сыпучих материалов. Контрольная работа по дисциплине Ожижение сыпучих материалов вариант 5 Волгоград 2021 Оглавление

• Название: Контрольная работа по дисциплине Ожижение сыпучих материалов вариант 5 Волгоград 2021 Оглавление
• Анкор: Расчет процесса ожижения сыпучих материалов
• Дата: 25.11.2022
• Размер: 1.46 Mb.
• Имя файла: Ожижение сыпучих материалов.doc
• Тип: Контрольная работа; #811843

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Волгоградский государственный технический университет

Вечерний технологический факультет
Кафедра «Процессы и аппараты химических и пищевых производств»
Контрольная работа

по дисциплине: «Ожижение сыпучих материалов»
вариант № 5


Волгоград 2021

Оглавление

Введение 3

Задание 5

Расчет аппарата кипящего слоя 6

Список использованной литературы 12

Введение

Аппараты с кипящим или взвешенным слоем нашли применение во многих отраслях промышленности: там, где необходимо провести процессы взаимодействия между мелко раздробленными твердыми телами и газом или жидкостями. Аппараты со взвешенным слоем могут применяться для смешивания сыпучих материалов, классификации материалов по крупности. Широкое распространение аппаратов со взвешенным слоем объясняется интенсивным перемешиванием, что интенсифицирует процессы тепло- и массообмена.

При пропускание газа или жидкости через слой мелкозернистого материала в зависимости от их скорости возможны следующие режимы:

1 Режим фильтрации. При небольшой скорости газ или жидкость проходит через слой материала, как через фильтр, без нарушения состояния покоя частиц.

2 Режим частичного взвешивания (режим текучести). Наблюдается при некотором увеличении скорости фильтрующей среды. При этом слой материала несколько увеличивается в объеме, частицы отделяются друг от друга протекающим газом или жидкостью. Слой материала становится «текучим». При создании небольшого уклона поддерживающей пористой перегородкой материал начинает течь подобно жидкости – транспорт в пневмо - и гидрожелобах.

3 Режим кипения. Наблюдается при дальнейшем увеличении скорости фильтрующей среды. При этом частицы материала увлекаются потоком и образуют взвесь. Они интенсивно перемешиваются; слой напоминает кипящую жидкость. Скорость газа или жидкости, при которой происходит переход твердого материала в состояние кипения, называется критической скоростью Wкр.

Кипящий режим различают: псевдоожиженный, поршневой, фонтанирующий режимы.

4 Пневмотранспортный режим. При увеличении скорости среды выше критической происходит унос сначала мелких частиц, а затем и всего слоя материала – пневматический (гидравлический) транспорт.

Задание

Определить размеры и гидравлическое сопротивление аппарата КС по исходные данные

G, кг/ч	ρНАС., кг/м3	ρТ кг/м3	t 0С	dЭ мм	τ0 мин.	Q0 нм3/час	δ, мм	d0, мм	материал
2750	1250	2000	190	1,2	12	4400	3	1,0	гипс

Живое сечение газораспределительной решётки φ = 0,015.

Расчет аппарата кипящего слоя

1) Плотность ожижающего газа при рабочей температуре определяется следующим уравнением:



где ρ₀ – плотность ожижающего газа при 0 ⁰С, кг/м³;

Р₀ – абсолютное давление ожижающего газа при 0 ⁰С, Па;

Р – абсолютное рабочее давление ожижающего газа (т.е. давление при его рабочей температуре), Па;

t – рабочая температура ожижающего газа, ⁰С.

В качестве ожижающего газа используем воздух:

р₀ = 1,293 кг/м³,

Р₀ = 1,013∙10⁵ Па.



2) Вязкость ожижающего газа при рабочей температуре находится по формуле Сатерленда:



где μ₀ – вязкость ожижающего газа при 0⁰С, Па∙с;

С – постоянная Сатерленда.

Для воздуха в качестве ожижающего газа μ₀=1,73∙10^-5 Па∙с , С=124.



3) значение критерия Архимеда рассчитывается по формуле



где d_Э- эквивалентный диаметр твердых частиц, м;

ρ_Т – плотность твердых частиц, кг/м³.



4)По найденному значению критерия Архимеда при ε₀ = 0,4 графику рисунку 1 определяем значение критерия Лященко Ly_кр1, соответствующее первой критической скорости газового потока.

Ly_кр1,=1,1∙10^-1


Рисунок 1 – Зависимость критерия Ly от критерия Ar и порозности ε слои.
5) Значение скорости начала псевдоожижения рассчитывается по формуле





или исходя из универсальной формулы О.М. Тодеса с учетом ε₀=0,4





6) Определяем рабочую скорость ожижающего газа в зависимости от числа псевдоожижения W, значение которого выбирается из диапазона 1,6−2,2.





7)Корректируется значения критерия Лященко и Рейнольдса для принятого значения числа псевдоожижения:

,







.

8) Порозность ПС определяется по графику(по найденному значению критерия Лященко Ly с учетом значения критерия Архимеда Ar) или по уравнению





по графику ε=0,55 неверно определено по графику!

9)Действительная скорость ожижающего газа в свободном сечении ПС рассчитываем по уравнению

неверно - подставляется правильное значение порозности

10) Диаметр аппарата.

Если расход ожижающего газа дается в нормальных м³/с, т. е. при 0⁰С и р₀=1,013∙10⁵Па, то при рабочих условиях его объемная производительность будет равна





Тогда площадь поперечного сечения аппарата КС будет равна:



а диаметр аппарата КС:



Рассчитанное значение диаметра округляется до ближайшего стандартного значения D=1800 мм. и площадь поперечного сечения уточняется:



11) Высота и порозность неподвижного слоя сыпучего(зернистого) материала рассчитывается следующим образом .

Т.к. масса твердого материала в аппарате КС составляет:



_{где τ0 – среднее время его пибывания в аппарате КС ,с, а объем неподвижного слоя}

V₀ = M_T/ρ_НАС ,

,

тогда высота неподвижного слоя сыпучего(зернистого) материала расчитывается по формуле:

h_H =V₀/S.=

Порозность неподвижного слоя расчитваем по уравнению





12)Определение высоты КС при заданном числе псевдоожижения W:





13) Наименьшая высота ПС, состоящего из эквивалентных шаровых твердых частиц и соответствующая первой критической скорости ожижающего агента, т.е. при ω= ω_кр1 и ε₀=0,4 равна:





14) Гидравлическое сопротивление ПС по уравнению:





15) Гидравлическое сопротивление газораспределительной решетки рассчитывается по уравнению:



где ω₀ – ожижающего газа в отверстиях решетки при её живом сечении φ.





С – коэффициент сопротивления решетки, определяемый при заданных диаметре отверстий решетки d₀ и толщине решетки δ в зависимости от отношения диаметра к толщине d₀/ δ по рисунку 2.

C=0,87 неверно определено



16) Общее гидравлическое сопротивление аппарата КС:







Рисунок 2 – Коэффициент сопротивления решетки

Список использованной литературы

1. 
   Электронная информационная образовательная среда ВолгГТУ 2.0 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://eos2.vstu.ru
   
2. 
   Методические указания для выполнения контрольно-семестровой работы по дисциплине «Ожижение сыпучих материалов»: метод. указания / сост. А. А. Шагарова, П. С. Васильев, С. А. Трусов. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2017. – 16 с.
   
3. 
   Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для студ. хим.-технолог. спец. вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; под. ред. П.Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и доп. – М.: Альянс, 2016. - 576 с.