Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 120
Текст из файла (страница 120)
Верхняя часть корпуса служит сепаратором для отделения брызг продукта, уносимых со вторичным паром. Верхний конец вала ротора закреплен в подшипниковом узле, который смонтирован на стойке привода, расположенной на крышке аппарата. Верхнее и нижнее торцовые уплотнения — двойные, стандартного типа, с затворной жидкостью и охлаждением, Шарнирно закрепленные лопатки при вращающемся роторе (рис. 2.74) под действием центробежной силы прижимаются к поверхности теплообмена и распределяют по ней исходный продукт в виде тонкой пленки, стекающей вниз. При этом лопатки очищают поверхность теплообмена от различных отложений и загрязнений.
Для предотвращения износа лопаток на них предусмотрены упоры, ограничивающие максимальное удаление концов лопаток от оси корпуса. Все фланцевые соединения в аппаратах с уплотнительной поверхностью «шип — пазэ по ГОСТ 12820— 80, исполнение 4 и 5. Аппараты устанавливают в перекрытиях на кольцевой опоре, закрепленной на корпусе. Конструкция многоступенчатых аппаратов аналогична описанной выше конструкции и отличается Часть И1. Основное оборудование для очистки сточных вод Рис. 2.72. Общий вид одноступенчатого колонного роторного аппарата, Пояснения в тексте 6!5 только ступенчатой формой корпуса и отвечающего ей ротора.
Исходная смесь подается в аппарат через один из штуцеров А и с помощью вращающегося ротора распределяется в виде стекающей вниз пленки по внутренней поверхносги корпуса, обогреваемого теплоносителем. Если теплоносителем является греющий пар, он подается через штуцера Г, а его конденсат отводится через штуцера Д. При обогреве аппарата жидким теплоносителем его ввод и отвод осуществляются соответственно через штуцера Д и Г. По мере стекания вниз жидкость нагревается и испаряется. Концентрат выводится через штуцер В, Образующийся вторичный пар проходит через сепаратор и выходит через штуцер Б.
Несконденсировавшиеся пары отводятся через штуцер Е Техническая характеристика аппаратов и таблица штуцеров приведены в табл, 2.36 и 2.37. Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки Рис. 2.73. Общий вил многоступенчатого колонного роторного аппарата. Пояснения в тексте Рис. 2.74. Устройство ротора 616 Таблица 2.36 Техническая характеристика аппаратов Прнсоединитсльные размеры опоры, мм Диаметр корпусов царе, мм о о м о "г о о [ х ц о Масса, кг, не более и 8! г щ х < х пг сг о х о Ю аппа- узлов из Условное обозначение аппарата ком- плек- рата с ком- И ,~ яя Г х й ~ оо а о Код ОКП 6х о х Ю Г' о и туго щих изде- лий плек- 01 Рг тующими изде- лиями 9 10 12 15 16 13 17 18 19 12Х18Н10Т 2 (130) 300 22 2835 1445 295 ВАС 4510 ЗОО-2К-000 36 1142 ЗО! 1 -01 36 11423012 12Х18Н10Т 2 (130) 65 970 22 2835 300 ВАО 5385 1650 295 890 600-4У-000 36 1142 1015 -01 Зб 1142 1016 СтЗсп5 600-4К-00 36 1142 3015 -01 361142 3016 12Х18Н10Т 0,98 (59) 600 80 12000 4055 7,5 ВАО 7105 3535 360 -022 36 1142 3019 -ОЗ 36 11423020 2045 08Х22Н6Т 46$$ 36 1142 3023 -05 36 1142 3024 1ОХ17Н13 М2Т СТЗСП5 0,98 (59) 600 80 126В 22 4055 7,5 ВАО 8455 4015 360 12Х18Н1ОТ 2380 -02 3611423036 -03 361!423037 08Х22НбТ 300-1,6К-ОО Зб 1142 3005 -01 36!1423002 600-6,3У-ОО 36 1!42 1019 -01 Зб 1142 1020 600-6,3К-ОО 36 1142 3032 -01 36 1142 3033 х Я о л х х х $Х о о о, о цр 3 Ю о р И о.
х 1 о Х ;,с х о йг о. и > 0 ~-. р О о Д 1о о. ~~ о о х х х х х о ! еа ~о с~ о х х о, о' о 3 о о сэ о п. о Щ х а к а о о о о с3 с. й Ф3 ею о о х о ~ ~~о х ю И и Ь" о я Ш кор- рози- онно- стойкой стали Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очисяки 1/10' + 1/(1,5 ° 10') + 1 +1 2 102/17 5+10-4+10-4 = 605 Вт/(м К). Таблица 2.38 б =-(О„+б„) = 1 1 = — (0,06+0,04) =0,05 кг/с; 622 Расчет роторно-пленочного аппа- рата (по В.Н. Соколову) Пример. Подобрать стандартный роторный аппарат для концентрирования раствора.
Производительность аппарата, приведенная к наильной концентрации, б„= 0,06 кг/с. Начальная концентрация раствора х„ = 0,50 кг/кг; конечная концентрация х„= 0,75 кг/кг; температура кипения при начальной концентрации ~„„„„= 83,5 'С, при конечной / „„= 109 'С; максимальная температура греющего пара /„= 158 С; допустимое время пребывания жидкости в зоне нагрева т, = 30 с.
Решение. Теплофизйческие свойства раствора при средней концентрации имеют следующие значения: р = 1097 кг/м', с, = 3,59. 10' Дж/(кг К); Л = 0,45 Вт/(м К); г = = 2,32 10' Дж/кг ~ = 1,25 - 10 ' м'/с. Предварительный расчет а п и а р ата осуществляется в следующей последовательности.
Производительность аппарата по конечному раствору определим по фор- муле х„ 0,5 6, =0„— "=0,06 — *=0,04 кг/с " х„0,75 Производительность по испаряемому растворителю равна: б„= б„— б„= 0,06-0„04= 0,02кг/с; средний массовый расход жидкости через аппарат— средний объемный расход жидко- сти— — — =455 10 м /с; 0,05 1097 тепловой поток, необходимый для нагревания раствора и испарения растворителя,— = 0,02 2,32 10'+ 0,05 3,59 х х 10'(109 — 83,5) = 5,1 10' Вт.
Предварительно примем толщину стенки аппарата б = 12 мм; коэффициент теплоотдачи со стороны греющего пара а, = 104 Вт/(м' К); коэффициент теплоотдачи со стороны перемещиваемой пленки (см. табл. 2.38) а, = 1,5 10' Вт/(м' К) термические сопротивления загрязнений со стороны греющего пара и продукта г, = г, = 104 м' К/Вт. Корпус аппарата выполнен из нержавеющей стали с коэффициентом теплопроводности Л = 17,5 Вт/ /(м. К). Тогда ориентировочное значение коэффициента теплопередачи составит: Ориентировочные значения коэффициентов теплоотдачн от перемешнваемой пленки к стенке роторного аппарата Часть КЧ.
Основное оборудование дня очистки сточных вод Разности температур теплоносителей в верхней и нижней частях аппарата составят: и, = г, — ~ „= 158 — 83,5 = 74,5 'С; лг„ = ㄠ— г „ „ = !58 — 109 = 49 С. Средняя разность температур равна: ж„= — (ьг. +Ьг„) = 1 = — (74,5+49) = 61,75 'С; 1 необходимая минимальная площадь теплообмена— У' — — ' — 1 36 м2 КЛ1„605 61,75 Максимально допустимую площадь поверхности аппарата найдем по зависимостям; 1.55 0,45 ллл«.45 Г 1 =2,3 ""' У' 0,4 лавЫ ж У где т, — допустимое время обработкй термолабильной жидкости„ с; 30'»' 9,8"' (4,45 10 ')~'~~ (125 10 ')'" =13,2 м', (4,45.10 ')' 30' 9,8 125 ° 10 Р'., =0,55 =11,2 М2 В соответствии с условием 1,36 < < Г < 11,2 из табл.
2.39 выбираем аппарат (наименьший) со следующими основными параметрами: 0 = 0,3 м; Г = 1,6 м'; Н = 1,73 м; 5„= 10 мм; ~ = 6; Ь„„= 3 мм; и = =2„1с'; Ф,=ЗкВт. Уточненный расчет аппарата проведем в следующей последовательности. КоэФФициент мощности в предположении, что лопасти работают в режиме «стирания», вычисляем по зависимости: К„=7,75щ~ 1+ 102 ~~Кс„, =7,75 6 0,034' 1+ 102 0,034- 1,51-10' = О, 0548. Параметр щ, входящий в это выражение, рассчитаем по зависимости: и'.0 где Рг„, = — — центробежный кри- Ы терий Фруда; 11 = 60 'С вЂ” угол наклона лопатки. Здесь числа подобия соответственно составят: 4Г„4.0,05 3,14.
0,3-1097 -1,25 -10 = 155; пЕ)' 2,1. 0,3' Ее„, = — = * ', =1,51-10'; 1,25 10~ и'0 2,1' 0,3 Рг = — = ™ =0,135. 9,8 Тогда Ч = 2,4 - 6 '" 155'"(1,51 10') 5' х х 0,135'" - а1п 60' = 0,034. При работе лопастей в режиме «плавания» коэффициент мощнос- Глава 2. Ооорудовакие для физико-химических методов очистки Таблица 2.39 Основные параметры роторных пленочных аппаратов с шарнирным креплением лопастей Типоразмер аппарата Ь Ф'4 С> С> а Параметр Ь о Г" а 1,6 6,3 8 12 О,б 0,8 5,4 5,72 16 20 0,3 О,б 0,6 0,3 1,0 1,0 1,73 2,40 2,70 4,05 7,25 5,80 10 6 3 2,1 3,0 10 б 3 2,1 3,0 12 12 4 1,1 5,5 12 12 1,1 7,5 20 20 4 0,83 15 12 12 4 1,1 11 16 16 1,1 11 20 20 4 0,83 15 50 65 80 110 110 120 130 Площадь поверхности теплооб- мена тт, м Внутренний диаметр корпу- са,0, м Высота рабочей зоны корпуса Н,м Толщина стенки корпуса Б,„мм Число лопастей г, шт.
Толщшьз лопастей б„„, мм Частота вращения ротора и, с ' Мощность электродвитателя Ф„кВт Диаметр вала д,(ориентиро- вочный). мм ти при массе лопасти длиной 1 м, равной т„„=р„б„„Ь = 7800 - 0,003 . 0„04 = = 0,93б кг, где размеры Б.„и Ь показаны на схе- ме лопатки, определяем по фор- муле: К„= 15,5 — '" 81п 2~3 = ~щ„, Ь+2С . ' рП'Ь+с 6.0,936 0,04+0,02-2 81п120' = 1097 0 3т 0 04+ О 02 =1,02.
В рассматриваемом случае К„, «К„,, т.е. лопасти работают в режиме естирания» и зазор Л = О. Коэффициент мощности, характеризующий затраты энергии на вращение ротора, с учетом трения ло- 624 Рис. 2,75, Лопасть роторного аппарата. Ши- рина неуравновешенной части лопасти Ь = 40 мм; с = 20 мм; ~3 = 60' Часть И1. Основнов оборудование для очистки сточных вод пастей о корпус (лопасти стальные и козффициент трения,Г = 0,17), вычислим по зависимости: / 2(ʄ— К„) К„, . +К„ 0,17 1+ 0,17.
ф 60' (1,02-0,0548) 0 0548 =0,286, в1д 1200 а мощность привода ротора будет равна: И=К р и'.0'Н= =0,286.1097.2,1'.0,3' 1,73=40,7 Вт. Объемный расход жидкости в одном валике составит: (1'„— 1» ) 4,55-10 ' -Π— 0 76-10 ' м5/с б где 1» — общий расход жидкости в роторном аппарате, м'/с; 1» — расход жидкости через пленку, образующуюся за лопасгью, м'/с. Для нахождения площади сечения валиков выполним расчеты по уравнениям: 0.5 .1 = 3,75 — ". ~ 0,76 ° 10 ' ° 1,25 10 ' 9,8Я5260' =3,97.10 ' 022 0.50 ~а ( ~)-0,32 и 0 =0,95 0,3'(1„51 10') "'.0,135'" х 0 76 10-5 х(я5260')~" =10,4 10 м2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
