Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2020-02-15 | 198 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Наименование и единицы измерения величин | Обозначение и расчетная формула | Числовое значение |
Исходные данные
Продолжение табл. 7.6
Наименование и единицы измерения величин | Обозначение и расчетная формула |
Числовое значение | ||
Расчетные величины | ||||
10. Начальная концентрация кислорода в воздухе, объемная доля |
Y н | 0.21 | ||
11. Плотность жидкости, кг/м3 | r | 1000 | ||
12. Давление воздуха на выходе из аппарата, Н/м2 | Р вых | 105 | ||
13. Коэффициент, учитывающий механические потери | k м | Принимается по справочным данным | ||
14. Коэффициент | l ¢ | 2 | ||
15. Коэффициент заполнения | k | 0,5 | ||
16. Коэффициент мощности турбинной мешалки | 5,5 | |||
17. Коэффициент мощности мешалки-диспергатора | 2,3 | |||
18. Рабочий объем условного модуля, прорабатываемого одной многоярусной мешалкой, м3 |
V р ус | 20 | ||
19. Число многоярусных перемешивающих устройств | m = V р/ V р ус | 60/20 = 3 | ||
20. Общий объемный расход воздуха при рабочих условиях, м3/с | V г = V V × V p | 27.7×10-3×60 = 1.66 | ||
21. Общий объемный расход воздуха при рабочих условиях для одного модуля, м3/с |
V г ус = V V × V p/ m | 27.7×10-3×60 = 0.55 | ||
22. Число ярусов | ||||
23. Расстояние между соседними мешалками | l = l ¢ × d м | 2 d м | ||
24. Коэффициент | K 2 = 0,785 k 1-2× l ¢
| 0,785(0,18)-2×2 = 48,3 | ||
Продолжение табл. 7.6
Наименование и единицы измерения величин | Обозначение и расчетная формула | Числовое значение |
Расчетные величины | ||
25. Диаметр мешалки, м | ||
26. Частота вращения мешалки, с-1 | n = V г ус×102/ Q × d м3 | 0,55×102/41(0,52)3 = 9,5 |
27. Высота монолитной жидкости, м | Н ж = l ¢ × d м× m я | 2×0,52×3 = 3,12 |
28. Давление воздуха на входе в аппарат, Н/м2 | Р вх=[ Р а+(0,1 Н ж)]×105 | [1+(0,1×3,12)] 105=1,31×105 |
29. Относительная мощность, соответствующая Q | N o=0,65(Q -1)0,14 | 0,65(41-1)0,14=0,38 |
30. Удельная мощность, затрачиваемая на перемешивание газовой фазой, кВт/м3 | [1,4/(1,4-1)]×1,31×105×27,7×10-3´ ´[(1,31×105/1×105)(1,4-1)/1,4-1]´10-3 = 1,0 | |
31. Удельная мощность, потребляемая на перемешивание турбинными мешалками, кВт/м3 | [0,38×5,5×103×9,53´ (0,52)5×3×10-3] /60 = = 6,8 | |
32. Удельная мощность, потребляемая на перемешивание мешалкой - диспергатором, кВт/м3 | [0,38×0,23×103×9,53´ (0,52)5×10-3] /60 = = 0,58 | |
33. Общая удельная мощность, потребляемая на перемешивание, кВт/м3 | 1+6,8+0,58=8,38 | |
34. Объемный коэффициент массопередачи кислорода, с-1 | 0,82∙(8,38)0,53∙9,50,2× ×30,5∙(0,21)1,5=0,56 | |
35. Среднее давление, Па | Р ср=[(Р вх+ Р а)/2]×105 | [(1.31+1)/2]×105=1.15×105 |
36. Движущая сила процесса массопередачи, кг/м3 | [(27,7×10-3×0,21×3600- М / 1,43)//(27,7×10-3 ×3600- М /1,43)]´ ´1,15×105/23×105= =(20,9-0,7 M p/99,7-0,7 M p) ´0,05 =(1,045-0,035 M p -–99,7-0,7 M p) |
Продолжение табл. 7.6
37. Расчетная скорость сорбции кислорода, кгО2/м3ч | М р = KLa × D c | М р = 0,56×3600´ ´(1,045-0,035 М р/99,7- -0,7 М р; М р2 -243,2 М р + +3009,5=0; М р=13,1, т.к. М р = М расчет продолжаем |
38. Диаметр аппарата, м | D =(4 V р/p Н ж)0,5 | (4×60/3,14×3,1)0,5=4,9 |
40. Полный объем аппарата, м3 | V ф = V p/ k | 60/0,5 = 120 |
41. Высота аппарата, м | Н ф = Н ж/ k | 3,12/0,5 = 6,2 |
42. Мощность электродвигателя для одного перемешивающего устройства, кВт | N дв 1 = NV м× V p/ k м× m | 7,38×60/0,95×3 @ 155 |
43. Общая мощность электродвигателей для 3-х перемешивающих устройств, кВт | N дв 1× m | 155×3 = 465 |
44. Удельные энергозатраты на растворение кислорода, кВт ч/кгО2 | 8,38/13,1 = 0,64 |
|
Для удобства пользования методикой расчета барботажных аппаратов с одним многоярусным перемешивающим устройством построены номограммы выбора конструктивных и режимных параметров аппарата, обеспечивающие заданное значение скорости сорбции кислорода M при фиксированных значениях критерия расхода газа Q и времени перемешивания t п.
При построении номограмм использовались аналитические выражения и численные значения параметров барботажного биореактора, приведенные в табл. 7.5.
На рис. 7.6 приведена номограмма для выбора режимных параметров аппарата при различных заданных значениях скорости сорбции кислорода M, кгО2/м3 ∙ч. Номограмма позволяет определить требуемые значения удельного объемного расхода воздуха Vv, подаваемого в аппарат, и скорости вращения мешалки n, с целью обеспечения заданного значения параметра M. На рис. 7.6 перекрестием показаны выбранные в примере расчета (см. табл. 7.5) значения Vv =0,0277 м3/м3 ∙с и n =4,7 с-1.
Из рис. 7.6 видно, что заданные технологические параметры аппарата (M, Q, t п) могут быть достигнуты изменением его режимных параметров (Vv и n). Так при уменьшении удельного объемного расхода воздуха требуется увеличить скорость вращения мешалки. Для обеспечения более высокого заданного значения скорости сорбции кислорода M (кривая 5), требуются более высокие энергетические затраты, а именно более высокая скорость вращения мешалки (n = 7 c-1) при том же значении удельного объемного расхода воздуха(Vv =0,0277 м3/м3 ∙с).
|
Рис.7.6. Номограмма удельного объемного расхода воздуха Vv, м3/м3 ∙с и скорости вращения мешалки n, с-1:
1 – M = 7,5 кгО2/м3 ∙ч; 2 – M = 10 кгО2/м3 ∙ч; 3 – M = 12,5 кгО2/м3 ∙ч; 4 – M = 15 кгО2/м3 ∙ч; 5 – M = 17,5 кгО2/м3 ∙ч.
Конструктивный параметр аппарата – диаметр мешалки d м , может быть определен из номограммы, приведенной на рис. 7.7, построенной при тех же исходных данных, что и предыдущая номограмма.
На рис. 7.7 перекрестием показаны выбранные в примере расчета (см. табл. 5.5) значения d м = 1 м и n =4,7 с-1. Из рис. 7.7 видно, что уменьшение скорости вращения мешалки должно сопровождаться увеличением ее диаметра.
Рис.7.7. Номограмма диаметра d м, м и скорости вращения мешалки n, с-1.
|
1 – M = 7,5 кгО2/м3 ∙ч; 2 – M = 10 кгО2/м3 ∙ч; 3 – M = 12,5 кгО2/м3 ∙ч; 4 – M = 15 кгО2/м3 ∙ч; 5 – M = 17,5 кгО2/м3 ∙ч.
Очевидно, что при увеличении скорости вращения мешалки растут удельные энергозатраты на единицу растворения кислорода No 2,кВт ч/кгО2. Этот энергетический показатель может быть определен из номограммы, представленной на рис. 7.8. Перекрестие на номограмме показывает энергозатраты No 2 = 0,74 кВт ч/ кгО2 рассчитанные в примере (см. табл. 7.5) при n =4,7 с-1 и M = 15 кгО2/м3 ∙ч. Как видно из номограммы увеличение заданного значения скорости сорбции кислорода M связано с существенным ростом энергозатрат на единицу растворения кислорода No 2.
Поскольку методика расчета барботажных аппаратов с перемешивающими устройствами ориентирована на уменьшение энергозатрат при условии обеспечения заданного значения скорости сорбции кислорода M, была построена карта линий уровня энергозатрат на кривой выбора режимных параметров аппарата. Карта линий уровня приведена на рис. 7.9 для кривой режимных параметров Vv и n, обеспечивающих M = 15 кгО2/м3 ∙ч.
Рис.7.8. Номограмма удельных энергозатрат на единицу растворения кислорода No 2, кВт ч/кгО2 в зависимости от скорости вращения мешалки n, с-1.
1 – M = 7,5 кгО2/м3 ∙ч; 2 – M = 10 кгО2/м3 ∙ч; 3 – M = 12,5 кгО2/м3 ∙ч; 4 – M = 15 кгО2/м3 ∙ч; 5 – M = 17,5 кгО2/м3 ∙ч.
Рис.7.9. Карта линий уровня удельных энергозатрат на единицу растворения кислорода No 2, кВт ч/кгО2 на кривой выбора удельного объемного расхода воздуха Vv, м3/м3 ∙с и скорости вращения мешалки n, с-1 при M = 15 кгО2/м3 ∙ч.
|
|
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!