Кафедра процессов и аппаратов химической технологии. Семинар 11 Движение потока через зернистые слои.
Задача 33. Для адсорбционной очистки 40 %-го водного раствора этилового спирта от примесей в адсорбер диаметром 0, 8 м загружено 180 кг активированного угля марки СКТ-4. Цилиндрические гранулы угля имеют диаметр 1 мм, высоту 3 мм. Кажущаяся плотность частиц 670 кг/м 3; насыпная плотность гранул 430 кг/м 3. За 1 час в аппарате очищается 90 м 3 жидкости при температуре 20 °С. Определить: 1) Режим течения жидкости в слое. 2) Гидравлическое сопротивление зёрен.
Решение Режим течения жидкости = 935 кг/м 3; = 2, 91 м. Па∙с, фиктивная скорость порозность слоя действительная скорость
Эквивалентный диаметр канала через удельную поверхность и порозность объём жидкости объём твёрдой фазы удельная поверхность объём цилиндрической частицы поверхность одной частицы
удельная поверхность эквивалентный диаметр
через эквивалентный диаметр частицы фактор формы цилиндрической частицы
эквивалентный диаметр канала критерий Рейнольдса так как Re = 21, 35 > Reкр = 20, то режим течения – турбулентный.
Гидравлическое сопротивление слоя по формуле Дарси коэффициент трения высота слоя сопротивление слоя
По модифицированной формуле ¾ сопротивление определяется «ламинарной» компонентой формулы
Задача 34. При фильтровании водной суспензии при температуре 20 °С получен осадок с влажностью 14 %масс. (до просушки!). Твёрдые частицы осадка имеют плотность S = 1600 кг/м 3; размер частиц (диаметр эквивалентного шара) do = 200 мкм; фактор формы = 0, 3. Рассчитать удельное сопротивление слоя осадка.
Решение Удельное сопротивление осадка Рассматривая осадок массой 1 кг, отмечаем: m. L = 0, 14 кг; VL = m. L/ L = 0, 14/1000 = 1, 4∙ 10– 4 м 3; m. S = 0, 86 кг; VS = m. S/ S = 0, 86/1600 = 5, 375∙ 10– 4 м 3; порозность осадка
Задача 35. Фильтровальный патрон изготовлен прокаткой и спеканием порошка титана. Лист патрона толщиной 4 мм имеет поры размером 5 мкм; сопротивление этой фильтровальной перегородки, найденное при лабораторных испытаниях, составляет 2, 8∙ 1010 м– 1. Рассчитать долю свободного сечения перегородки.
Сопротивление фильтрующей перегородки Откуда