Контрольная работа №1

Контрольная работа №1.

Часть 1. Расчет горизонтальной песколовки.

Таблица 1. Задание для расчета

Вариант	Расход воды, м3/ч	Концентрация, г/м3		Средний диаметр частиц, мм
		Исходная	Конечная
6	3000	2050	650	0,12

1. Определяем скорость осаждения песка в спокойной воде (w₀), м/с:

[1]

где d – диаметр частиц песка, м;

ρ_ч и ρ_ж – плотности частиц и воды, соответственно, кг/м³. ρ_ч = 2650 кг/м³;

µ_в – вязкость воды, Па·с. µ_в = 1,308·10^-3 при t = 10⁰C [2]

1.2. Определяем плоскость сечения песколовки Р, м²

Р = Q/3600un, [1]

где Q – расход сточных вод, м³/с;

u – средняя скорость движения воды, м/с, u = 0,3 м/с; [1]

n – количество параллельно установленных секций песколовки, n = 3 [3]

Р = 3000/(3600·0,3·3) = 0,93, м²

1.3. Определяем рабочую глубину песколовки Hp, м

H_p = Р/В, [3]

где B – ширина отстойной части песколовки, B = 1 м [1]

H_p = 0,93/1= 0,93, м

1.4. Определяем длину песколовки L, м

L = kH_pu/w₀, [1]

где k – коэффициент, учитывающий влияние турбулентности потока и других факторов на скорость осаждения, для горизонтальных песколовок k = 1,7 [3]

L = 1,7·0,93·0,3/0,01 = 47,4 м

1.5. Определяем эффективность очистки Э, %

Э = 100(С₁ – С₂) / С₁, [1]

где С₁ и С₂ – начальная и конечная концентрации частиц песка в воде

Э = 100(2050 – 650) / 2050 = 68,3

1.6. Определяем удельную нагрузку по воде q₀, м³/(м²с)

q₀ = -0,43w₀/lg(1-Э) [1]

q₀ = -0,43·0,01/lg(1-0,683)=0,0086

1.7. Определяем площадь зеркала воды F, м²

F = BL [1]

F = 1·47,4 = 47,4 м²

1.8. Определяем объем осадка, накапливаемого в песколовке V_ос, м³

V_ос = Q∆С_вв / [ρ_ос(1 - φ)], [1]

где ∆С_вв – разностьконцентраций взвешенных веществ на воде и входе песколовки;

φ – влажность выпадающего осадка (φ = 0,6);

ρ_ос – плотность выпадающего осадка

ρ_ос = ρ_вв(1 – φ) + ρ_водыφ, [1]

где ρ_вв – плотность осаждающихся взвешенных веществ, кг/м³

ρ_ос = 2650·(1 – 0,6) + 1000·0,6 = 1660

V_ос = 3000·1650 / [1660(1 – 0,6)] ≈ 7460, м³

Результаты расчета.

Длина песколовки – 47,4 м.

Количество секций – 3

Рабочая глубина песколовки – 0,93 ≈ 1м

Ширина секции песколовки – 1 м

Часть 2. Расчет циклона.

Таблица 2. Задание для расчета

Вариант

Тип циклона

Пыль

Газопылевая смесь

Массовая доля фракций частиц, %

Расход, 10-3·м3/ч

Температура, 0С

Нач.концентрация, г/м3

Размер частиц, мкм

0 – 5

5 – 10

10 – 15

15 – 20

20 – 30

30 – 40

Более 40

6

ЦН-24

Цемент

14

150

8

20

70

5

3

2

0

0

2.1. Подберем в справочной литературе недостающие данные для расчета.

2.1.1. Плотность частицы цемента ρ_ц, кг/м³, ρ_ц = 2900 [2]

2.1.2. Вязкость воздуха μ_в при температуре 150 ⁰С, Па μ_в = 0,024 мПа·с [2]

2.1.3. Плотность воздуха ρ_0в при температуре 0 ⁰С, кг/м³, ρ_в = 1,129 [2]

Плотность воздуха ρ_в при температуре 150 ⁰С рассчитаем на основании уравнения Клапейрона, считая давление воздуха при 0 ⁰С и 150 ⁰С одинаковым:

ρ_в = ρ_0в (Т₀/Т) =1,129·273/(273+150)=0,729 [2]

Таблица 2. Дисперсный состав пыли.

Диаметр частиц	Суммарная масса, %
0 – 5	20
5 – 10	70
10 – 15	5
15 – 20	3
20 – 30	2

Диаметр частиц	Суммарная масса, %
0 – 5	20
5 – 10	90
10 – 15	95
15 – 20	98
20 – 30	100

Диаметр частиц	x	Φ(x)	□ФР, %
0 – 5			20
5 – 10			70
10 – 15			5
15 – 20			3
20 – 30			2

1. В.И.Редин, А.С.Князев. Процессы и аппараты окружающей среды.

Методические указания к контрольным работам для студентов заочной формы обучения…Санкт-Петербург, 2010

2. Павлов, К. Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. Под ред. П.Г. Романкова. - 11-е изд., стереотипное. Перепечатка с изд. 1987 г. - М.: ООО «РусМедиаКонсалт», 2004. - 576 с.

3. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие (гриф УМО). - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. - 268 с.

4. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки: Учебное пособие (гриф УМО). - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. - 244 с.

6