Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Секционирование аппаратов в установке

Необходимость обусловлена тем, что при параллельном соединении всех аппаратов велико отрицательное влияние концентрационной поляризации, а при последовательном соединении чрезмерно велико гидравлическое сопротивление потоку разделяемого раствора

Li=(Lнi+Lкi)/2ni=const

q=Lнi/Lкi=const

n1=3, 33/0, 278=12

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
КП.1201.2014-ЗОС
при оптимальном расходе 1000л/ч (0, 278 кг/c)

q=1/(1-24*2, 15*10-3*13/6, 67)=1, 11

n1=3, 33/0, 278=12   n2= n1/qi-1=11
n3=10 n4=9
n5=8 n6=7
n7=6  

 

суммируя число аппаратов, замечаем, что

в случае 7 секций недостает двух аппаратов до общего числа 63, которые будут добавлены пропорционально рассчитанному числу аппаратов, в первую и вторую секции:

секция              
Число аппаратов              

 

1.7 Расчёт наблюдаемой селективности мембран

Средняя удельная производительность:

G=2, 15*10-3 кг/(м2*с)

средняя концентрация:

x1=(0, 8+1, 58)/2=1, 2% (масс.)

Lк=3, 33-2, 15*10-3*13*25=0, 039

dэ=2δ с=1*10-3 м

Re= = 129

w=(wн+wк)/2=[Lн/(ρ нSсn1)+Lк/(ρ кScnк]/2

w= 3, 33/(998, 7*2, 25*10-3*13)+0, 039/(1002*2, 25*10-3*13)/2=0, 1154 м/c

Nu`=1, 67*1290, 34*(0, 8886*10-6/1, 840*10-9)0, 33*(1*10-3/0, 83)0, 3=8, 9

Pr`=0, 886*10-6/(1, 840*10-9)=482

β = 1, 6*10-5 м/c

Поперечный поток:

U=2, 15*10-3/1002=2, 1*10-6м/c

Наблюдаемая селективность:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
   
КП.1201.2014-ЗОС  
lg = +lg = -0, 796

lg(x)= -0, 796; φ и= 0, 689;

x2=0, 008(1-1, 975-(1-0, 689) / 0, 689)) / (1-1, 975-1 / 0, 689) = 0, 0034

 

Lп=3, 33(1-1, 975-1 / 0, 689) = 2, 09

Lпx2=2, 09*0, 0034 = 0, 007 кг/с

что в процентах от исходного содержания составляет:

0, 007*100/0, 0534= 13%

Данный результат попадает в диапазон допустимых значений (10-13%), поэтому нет необходимости перехода к более селективным мембранам.

1.8 Уточненный расчёт поверхности мембран

Сечение на входе в аппараты первой секции:

x=(1-φ)x=(1-0, 689)*0, 008= 0, 0025

x= x / (1-φ и)= 0.0025/ (1-0, 877) = 0, 0202

По графику (см. рис. 2.1) находим:

П =0, 6МПа П=0, 06Мпа

Gн= G0[1-(П- П/∆ p]= 3, 0*10-3[1-(0, 60-0, 06)/5] = 2, 67*10-3кг/ (м2*с)

Сечение на выходе из аппаратов последней секции:

x= (1-φ) x=0, 00228 кг/раствора

x= x / (1- φ и)= 0, 0185

П =2, 40 МПа П= 0, 26 МПа

Gk= 3, 0*10-3[1-(2, 40-0, 26) / 5] = 1, 67*10-3

Найдем значение для крайних сечений:

Сн=(G0- Gн) / x= (3, 0-2, 67) *10-3/ 0, 008=0, 0412

Cк=(3, 0-1, 67)*10-3/ 0, 032= 0, 0415

Разница между полученными значениями, выраженная в процентах, составляет:

(Cк- Сн)*100/ Cк=0, 0415-0, 0412*100/0, 0415=0, 7%

Это расхождение невелико, поэтому уравнение для нахождения удельной производительности применимо ко всей установке при использовании среднеарифметического значения :

C=(Сн +Cк) /2=(0, 0412+0, 0415)/2=0, 0413

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
КП.1201.2014-ЗОС  
F= [- ln + - ] = =758, 7м2

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
КП.1201.2014-ЗОС


Расхождение со значением, полученным в первом приближении, составляет:

(828-758, 7) 100/ 758, 7= 9, 1%

полученная разница не превышает 10%, поэтому перерасчет не требуется.

1.9 Расчёт гидравлического сопротивления

Раствор течет от первой до последней секции в каналах кольцевого сечения вдоль оси аппаратов. Общая длина канала равна произведению числа секций, числа модулей в аппарате и длины пути в модуле, равной ширине мембранного пакета:

l= 7*2*0, 83= 11, 62

∆ pп.к.= 48*0, 8886*10-6*1002*11, 62*0, 1154 / 1*10-6= 57310Па

∆ pa=57310*5, 6=320, 934Па

G= (Gн +Gк) / 2= (2, 67*10-3 +1, 67*10-3) / 2=2, 17*10-3кг

Значение определяют на основе общего выражения:

При ламинарном режиме течения в кольцевых и щелевых каналах . Тогда

 

∆ pп.к=96*0, 8*10-6*2, 17*10-3(0, 95-0, 05)2 / (6*10-4)3= 624Па

примем ϛ 2=150

∆ pg=624*150=93600Па

Определим давление, которое должен развивать насос:

∆ pн=5+0, 443+0, 093+0, 1*0, 443=5, 58*106 Па

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
КП.1201.2014-ЗОС
Напор насоса (при плотности исходного раствора ):

Н=∆ pн /(ρ н g)= 5, 58*106/(998, 7*9, 81)=569м

В результате полученных расчетов была выбрана ацетатцеллюлозная мембрана МГА-90, имеющую селективность по NH4Cl φ и =0, 877 и удельную производительность по воде

Также был выбран аппарат с РФЭ типа ЭРО-Э-6, 5/900, выпускаемый серийно отечественной промышленностью.

В результате расчетов были получены следующие данные: рабочая поверхность мембран F=1660м2, наблюдаемая селективность φ и=0, 877, гидравлическое сопротивление при течении жидкости в канале аппарата ∆ pа=320, 934Па, гидравлическое сопротивление дренажного слоя ∆ pд=93600 Па, гидравлическое сопротивление полых каналов ∆ pпк=57310Па, Развиваемое наосом давление ∆ pн=5, 58•106Па, напор насоса Н=569 м.

2. Расчёт выпарной установки

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | 




© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.