ГНС-Контрольные задачи
.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Санкт-петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
(СПбГТИ(ТУ))
Кафедра оптимизации химической и биотехнологической аппаратуры
А. Ю. Иваненко
ГИДРОМЕХАНИКА НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД
Контрольные работы. Задания
для студентов очной формы обучения
Санкт-Петербург
2020
Контрольная задача № 1
Рассчитать жалюзийный тонкопленочный осадитель для горизонтального сепаратора для выделения капель дисперсной фазы (воды) из потока сплошной фазы (углеводородной жидкости). Производительность по жидкой фазе Q м3/час, содержание воды – 5 %. Плотность воды принять равной 2=1000 кг/м3, плотность сплошной фазы 1 кг/м3, коэффициент динамической вязкости сплошной фазы при рабочей температуре Па·сек. Угол наклона пластин =45°.
Предложить конструкцию сепаратора, которая обеспечивает эффективность не менее 90% при среднем размере капель во входном потоке = 30 мкм. Принять нормально-логарифмический закон распределение капель по размерам.
1-я цифра |
Q, |
№ |
м3/час |
задания |
|
|
|
1 |
25 |
2 |
35 |
3 |
50 |
4 |
25 |
5 |
35 |
6 |
50 |
7 |
25 |
8 |
35 |
9 |
50 |
0 |
25 |
Варианты заданий
2-я цифра |
Сплошная фаза |
№Наименование Плотность Вязкость
задания |
|
1, кг/м3 |
Па·сек |
1 |
Диз.топливо |
840 |
0.0012 |
2 |
Диз.топливо |
840 |
0.0012 |
3 |
Диз.топливо |
840 |
0.0012 |
4 |
Бензин |
730 |
0.0008 |
5 |
Бензин |
730 |
0.0008 |
6 |
Бензин |
730 |
0.0008 |
7 |
Бензин |
730 |
0.0008 |
8 |
Керосин |
760 |
0.0015 |
9 |
Керосин |
760 |
0.0015 |
0 |
Керосин |
760 |
0.0015 |
Контрольная задача № 2
Рассчитать аппарат для сушки силикагеля в псевдоожиженном слое - определить его диаметр, гидравлическое сопротивление, параметры взвешенного слоя (порозность и высоту) при следующих условиях работы аппарата. Расход воздуха (давление – атмосферное, температура – 600°С) составляет V м3/час; расход силикагеля G кг/час; среднее время пребывания частиц в слое Т мин.; число псевдоожижения Kw; плотность частиц силикагеля 1100 кг/м3; насыпная плотность слоя частиц 650 кг/м3; ситовой состав частиц силикагеля – см. таблица 2.
Гидравлическим сопротивлением опорной решетки пренебречь.
Таблица 1. Варианты заданий
1-я цифра № |
V, |
G, |
T, |
Kw |
задания |
м3/час |
кг/час |
мин. |
|
1 |
3500 |
800 |
8 |
1,4 |
2 |
3700 |
1000 |
9 |
1,5 |
3 |
3900 |
1200 |
10 |
1,6 |
4 |
4100 |
1400 |
12 |
1,7 |
5 |
4300 |
1600 |
14 |
1,8 |
6 |
3200 |
1800 |
8 |
1,3 |
7 |
3400 |
2000 |
10 |
1,4 |
8 |
3600 |
2200 |
12 |
1,5 |
9 |
3800 |
2400 |
14 |
1,6 |
0 |
2600 |
600 |
6 |
1,7 |
Таблица 2. Ситовой состав частиц силикагеля
2-я |
|
|
|
Размер отверстий сита, мм |
|
|
|
|
|||||
цифра № |
0 |
0.25 |
0.5 |
1.0 |
|
1.5 |
2.0 |
2.5 |
|
3.0 |
3.5 |
4.0 |
5.0 |
задания |
(поддон) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса остатка на сите |
|
|
|
|
||||
1 |
0.0 |
9.1 |
16.6 |
22.2 |
|
22.4 |
18.6 |
13.1 |
|
8.1 |
4.3 |
1.3 |
0.0 |
2 |
0.0 |
7.6 |
14.0 |
19.5 |
|
20.8 |
18.6 |
14.5 |
|
9.9 |
6.1 |
2.4 |
0.0 |
3 |
0.0 |
6.4 |
12.0 |
17.1 |
|
19.1 |
18.1 |
15.1 |
|
11.3 |
7.7 |
3.6 |
0.0 |
4 |
0.0 |
5.4 |
10.3 |
15.1 |
|
17.4 |
17.3 |
15.3 |
|
12.3 |
9.0 |
4.8 |
0.0 |
5 |
0.0 |
4.7 |
9.0 |
13.4 |
|
15.9 |
16.3 |
15.1 |
|
12.8 |
10.0 |
6.0 |
0.0 |
6 |
0.0 |
4.1 |
7.9 |
11.9 |
|
14.4 |
15.3 |
14.6 |
|
12.9 |
10.6 |
7.0 |
0.0 |
7 |
0.0 |
3.9 |
7.4 |
11.3 |
|
13.8 |
14.8 |
14.4 |
|
12.9 |
10.8 |
7.4 |
0.0 |
8 |
0.0 |
3.6 |
7.0 |
10.7 |
|
13.2 |
14.3 |
14.1 |
|
12.9 |
11.0 |
7.8 |
0.0 |
9 |
0.0 |
3.4 |
6.6 |
10.1 |
|
12.6 |
13.8 |
13.8 |
|
12.8 |
11.1 |
8.1 |
0.0 |
0 |
0.0 |
3.2 |
6.2 |
9.6 |
|
12.0 |
13.3 |
13.4 |
|
12.6 |
11.2 |
8.4 |
0.0 |
Контрольная задача № 3
В фильтр диаметром D (см. рис.) с помощью при постоянном расходе Q подается суспензия с концентрацией частиц СЧ. Известны: размер частиц δ, плотность частиц ρ2=2500 кг/м3 плотность ρ=1000 кг/м3 и вязкость μ=10-3 Па·с жидкости, а также пористость осадка εОС=0.4. Осадок несжимаем. Сопротивление фильтрующей подложки RФП=2·109 1/м. Определить время, в течение которого гидравлическое сопротивление фильтра достигнет значение P=2.0 атм.; рассчитать грязеѐмкость фильтра.
Фильтр периодического действия:
1 – корпус; 2 – проницаемая для жидкой фазы перегородка; 3 – слой осадка; 4 – слой суспензии; С – суспензия; Ф – фильтрат
1-я цифра |
D, |
Q, |
№ задания |
м |
м3/час |
1 |
0.5 |
10 |
2 |
0.8 |
15 |
3 |
1.0 |
20 |
4 |
1.6 |
25 |
5 |
2.0 |
30 |
6 |
0.5 |
10 |
7 |
0.8 |
15 |
8 |
1.0 |
20 |
9 |
1.6 |
25 |
0 |
2.0 |
30 |
2-я цифра |
СЧ, |
δ, |
№ задания |
г/м3 |
мкм |
1 |
50 |
10 |
2 |
75 |
15 |
3 |
100 |
20 |
4 |
125 |
25 |
5 |
150 |
30 |
6 |
100 |
10 |
7 |
120 |
15 |
8 |
150 |
20 |
9 |
180 |
25 |
0 |
200 |
30 |
Контрольная задача № 4
Рассчитать пневмотранспортную систему для подъѐма материала с плотностью и размером частиц производительностью Q на высоту H.
Требуется определить:
1)Диаметр трубопровода (подобрать стандартную трубу)
2)Расход и напор газодутьевой машины
3)Подобрать по требуемым параметрам газодутьевую машину (компрессор, вентилятор или газодувку).
Вариант задания выбирается по последней цифре зачетки.
Варианты
1-я |
Q , |
H, |
Желательный |
|
2-я |
, |
Материал |
, |
цифра |
т/ч |
м |
тип |
|
цифра |
мкм |
|
кг/м3 |
№ |
|
|
газодутьевой |
|
№ |
|
|
|
задания |
|
|
машины |
|
задания |
|
|
|
1 |
8 |
8 |
Вентилятор |
|
1 |
70 |
Гипс |
1800 |
2 |
10 |
12 |
Вентилятор |
|
2 |
60 |
Гипс |
1800 |
3 |
15 |
16 |
Компрессор |
|
3 |
50 |
Гипс |
1800 |
4 |
8 |
16 |
Компрессор |
|
4 |
150 |
Песок |
2200 |
5 |
10 |
12 |
Компрессор |
|
5 |
150 |
Песок |
2200 |
6 |
15 |
8 |
Компрессор |
|
6 |
100 |
Песок |
2200 |
7 |
8 |
25 |
Вентилятор |
|
7 |
70 |
Песок |
2200 |
8 |
10 |
8 |
Вентилятор |
|
8 |
50 |
Цемент |
2450 |
9 |
15 |
12 |
Вентилятор |
|
9 |
40 |
Цемент |
2450 |
0 |
20 |
16 |
Компрессор |
|
0 |
40 |
Цемент |
2450 |
1
4 5
H
3
2
1 – бункер, 2 – шлюзовый питатель, 3 – пневмотрасса, 4 – циклон-осадитель, 5 – воздушный фильтр.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А
Вентиляторы высокого давления ВР 132-30
(ВР 130-28, ВР 120-28) предназначены для перемещения воздуха в системах пневмотранспорта зерна и продуктов его переработки, для систем кондиционирования и вентиляции производственных помещений, для других санитарнотехнических и производственных целей.
Выпускаются в различных исполнениях по перемещаемым газовоздушным смесям: общего назначения, коррозионностойкие, теплостойкие, взрывозащищенные из разнородных металлов. Допускаемая запыленность перемещаемой газовоздушной смеси до 100 мг/м3.
ВР |
Типо |
Мощность |
Частота |
Производи- |
Полное |
Масса не |
Вибро |
|
Вибро |
|
132-28 |
размер э/д |
э/д, |
вращения |
тельность |
давление, |
более, кг |
изоляторы |
|
изоляторы |
|
|
|
(кВт) |
рабочего |
тыс. |
Па |
|
(Тип) |
|
(Кол-во) |
|
|
|
|
колеса, |
м3/час |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мин-1 |
|
|
|
|
|
|
|
5 исп. |
АИР80А4 |
1,1 |
1395 |
|
1,1-2,7 |
1110-880 |
91/150 |
ДО39 |
5 |
|
1/5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АИР112М2 |
7,5 |
2850 |
|
2,2-4,7 |
4640-4300 |
124/205 |
ДО42 |
5 |
|
6,3 |
АИР180S2 |
22 |
2940 |
|
4,6-7,2 |
7800-7600 |
327 |
ДО42 |
4 |
|
исп. 1 |
|
|||||||||
|
АИР180М2 |
30 |
2940 |
|
4,6-12,0 |
7800-6000 |
347 |
ДО42 |
4 |
|
6,3 |
АИР132S4 |
7,5 |
2040 |
|
3,3-4,6 |
3980-3960 |
419 |
ДО42 |
6 |
|
исп. 5 |
|
|||||||||
|
АИР132М4 |
11 |
2045 |
|
3,3-8,5 |
3980-3000 |
444 |
ДО42 |
6 |
|
|
АИР132М4 |
11 |
2300 |
|
3,6-5,6 |
4940-4750 |
449 |
ДО42 |
6 |
|
|
АИР160S4 |
15 |
2300 |
|
3,6-9,0 |
4940-4000 |
509 |
ДО42 |
6 |
|
|
АИР160S4 |
15 |
2600 |
|
|
6200-6200 |
516 |
ДО42 |
|
6 |
|
|
4,1-6,0 |
|
|||||||
|
АИР160М4 |
18,5 |
2610 |
|
|
6200-5800 |
543 |
ДО42 |
|
|
|
|
4,1-8,1 |
6 |
|||||||
|
АИР180S2 |
22 |
2620 |
|
4,1-10,8 |
6200-4800 |
541 |
ДО42 |
6 |
|
8 исп. |
АИР132М4 |
11 |
1450 |
|
4,6-10,3 |
3100-2600 |
658 |
ДО43 |
6 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АИР132М4 |
11 |
1625 |
|
5,2-6,9 |
3900-3800 |
662 |
ДО43 |
6 |
|
|
АИР160S4 |
15 |
1625 |
|
5,2-10,8 |
3900-3450 |
705 |
ДО43 |
6 |
|
|
АИР160S4 |
15 |
1810 |
|
5,8-7,5 |
4800-4800 |
701 |
ДО43 |
6 |
|
|
|
|||||||||
|
АИР160М4 |
18,5 |
1810 |
|
5,8-10,2 |
4800-4500 |
730 |
ДО43 |
6 |
|
|
АИР180S4 |
22 |
1810 |
|
5,8-13,2 |
4800-4100 |
745 |
ДО43 |
6 |
|
|
АИР180S4 |
22 |
2040 |
|
6,6-9,0 |
6100-6050 |
767 |
ДО43 |
6 |
|
|
АИР180М4 |
30 |
2040 |
|
6,6-13,8 |
6100-5400 |
819 |
ДО43 |
6 |
|
|
АИР180М4 |
30 |
2300 |
|
7,4-9,3 |
7700-7700 |
787 |
ДО43 |
6 |
|
|
АИР200М4 |
37 |
2300 |
|
7,4-12,5 |
7700-7300 |
894 |
ДО43 |
6 |
|
|
АИР200L4 |
45 |
2300 |
|
7,4-16,8 |
7700-6500 |
1038 |
ДО43 |
6 |
|
10 |
АИР180М4 |
30 |
1470 |
|
9,2-16,4 |
4900-4700 |
550 |
ДО42 |
|
|
исп. 1 |
|
|
|
|||||||
|
АИР200М4 |
37 |
1470 |
|
9,2-22,0 |
4900-4000 |
620 |
ДО42 |
6 |
|
10 |
АИР200М4 |
37 |
1650 |
|
10,4-15,0 |
6200-6150 |
935 |
ДО43 |
6 |
|
исп. 5 |
|
|||||||||
|
АИР200L4 |
45 |
1650 |
10,4-20,0 |
6200-5800 |
975 |
ДО43 |
6 |
|
АИР225М4 |
55 |
1650 |
10,4-27,0 |
6200-4800 |
1040 |
ДО44 |
6 |
|
||||||||
|
АИР225М4 |
55 |
1860 |
11,7-17,7 |
7900-7850 |
1075 |
ДО44 |
6 |
|
АИР250S4 |
75 |
1860 |
11,7-27,2 |
7900-6400 |
1235 |
ДО44 |
6 |
Приложение Б
Воздуходувки серии ВР
|
|
|
|
|
Воздуходувки |
серии |
ВР |
|
|
|
|
|
содержат: |
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
Раму с воздухосборником, на |
|||
|
|
|
|
которой |
закреплены |
все |
||
|
|
|
|
основные узлы. |
|
|
||
|
|
|
|
2) |
Роторный блок - |
собственно |
||
|
|
|
|
компрессор. |
|
|
|
|
|
|
|
|
3) |
Фильтр-глушитель |
на |
||
|
|
|
|
всасывании. |
|
|
|
|
|
|
|
|
4) |
Глушитель на выходе. |
|
||
|
|
|
|
5) |
Привод |
через |
ременную |
|
|
|
|
|
передачу. |
Для |
двигателей |
||
|
|
|
|
большой мощности |
возможен |
|||
|
|
|
|
прямой привод через втулочно- |
||||
|
|
|
|
пальцевую муфту. |
|
|
||
По желанию |
заказчика |
могут |
быть |
7) |
Предохранительный клапан. |
|||
установлены: |
|
|
|
8) |
Обратный клапан. |
|
|
|
|
|
|
9) |
Виброопоры. |
|
|
||
11) Разгрузочно-пусковой клапан, который |
|
|
||||||
обеспечивает |
уменьшение |
нагрузки |
при |
10) Ограждение, служащее |
для |
|||
пуске и пускового тока. |
|
|
защиты |
персонала |
от |
|||
|
|
соприкосновения |
|
с |
||||
12) Шумопоглощающий кожух. |
|
|
||||||
|
движущимися частями. |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
Производительность - от 1 до 377 м3/мин.
Давление нагнетания избыточное - от 15 до 100 кПа (0,15..1,0 атм.).
|
|
|
|
|
|
|
Модель |
Производительность, |
Перепад, кПа, |
Перепад, кПа, |
Мощность эл. |
|
|
м3/мин, |
максимальный, нагнетание |
максимальный, |
двигателя, кВт |
|
|
максимальная |
|
всасывание |
|
|
|
|
|
||
|
ВР 15 |
4,8 |
100 |
50 |
1,5-11 |
|
ВР 25 |
5,5 |
100 |
50 |
3-11 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 35 |
8,6 |
100 |
50 |
4-22 |
|
ВР 45 |
13 |
100 |
50 |
5,5-22 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 46 |
19 |
70 |
50 |
7,5-22 |
|
ВР 55 |
18 |
100 |
50 |
11-45 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 65 |
25 |
100 |
85 |
15-55 |
|
ВР 66 |
32 |
70 |
50 |
15-55 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 75 |
29 |
100 |
50 |
45-75 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 85 |
43 |
100 |
85 |
22-90 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 86 |
55 |
70 |
50 |
37-75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВР 95 |
46 |
100 |
50 |
75-110 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ВР 105 |
60 |
100 |
90 |
37-132 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 106 |
78 |
70 |
50 |
37-110 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 115 |
72 |
100 |
50 |
45-160 |
|
ВР 125 |
92 |
100 |
90 |
45-200 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 126 |
131 |
70 |
50 |
55-200 |
|
ВР 135 |
99 |
100 |
50 |
160-250 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 145 |
144 |
100 |
90 |
75-250 |
|
ВР 155 |
179 |
70 |
50 |
75-250 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 165 |
187 |
100 |
50 |
110-355 |
|
ВР 175 |
256 |
100 |
50 |
110-500 |
|
|
|
|
|
|
|
ВР 205 |
288 |
100 |
50 |
160-500 |
|
ВР 225 |
377 |
70 |
50 |
160-500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|