ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ
БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ
СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
№1 СӨЖ
БИОТЕХНОЛОГИЯДАҒЫ
ПРОЦЕСТЕР МЕН АППАРАТТАР
№1 СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫНА
ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР МЕН БАҚЫЛАУ ТАПСЫРМАЛАРЫ
5В070100 Биотехнология
мамандығының студенттері үшін
Құрастырған:
ТӨМА кафедрасының
аға оқытушы Тусипов Н.О.
С Е М Е Й - 2 0 1 5
ЕСЕП №1
Шарлы диірменнің өнімділігін М, (тсағ) және тұтынатың қуатың N, (кВт) анықтаныз.
Берілгендері:
- барабанның диаметрі D, (мм)
- барабанның ұзындығы L, (мм)
- ұсақтау алдындағы бөлшектердің өлшемі dб, (мм)
- ұсақталған бөлшектердің өлшемі dс, (мм)
- болат шарлардың үйінді тығыздығы , (кгм3)
Сурет. 1 Шарлы диірмен
№ 1 есепке беріленгендердің кестесі
Шаманың аталуы
Өлшем бірлігі
Логиннің соңғы саны
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
барабанның диаметрі D
мм
2000
1800
2100
1850
1700
1950
1600
1400
2100
2300
ұсақтау алдындағы бөлшектердің өлшемі dб
мм
40
38
35
25
42
32
45
37
22
30
шарлардың үйінді тығыздығы
кгм3
4000
5800
4100
4850
4700
5950
4600
5400
4100
5300
Шаманың аталуы
Өлшем бірлігі
Логиннің соңғы саны алдындағы сан
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
барабанның ұзындығы L
мм
6000
5500
5000
3500
6200
4200
6400
5200
3900
4100
ұсақталған бөлшектердің өлшемі dс
мкм
450
530
700
740
510
720
750
420
410
540
№ 1 есепті шығару үшін әдістемелік нұсқаулар.
Ұсақтау процестері , ұсақтағыштардың құрылыстары және есептеулер бойынша материалдарға дайындалу керек (1, - беттер)
Ұсақтау дәрежесі:
Шарлы диірменнің айналу жиілігі:
Шарлы диірмен барабанның көлемі:
Жүктелген шарлардың массасы, барабанның шарлармен толтыру коэффициенті = 0,4 болғанда:
Шарлы диірменнің өнімділігі:
мұнда k = 1,57 – эмпирикалық коэффициент
Шарлы диірменнің тұтынатың қуаты:
ЕСЕП №2
Тұндырғыш центрифуганың өнімділігін Vсағ, (м3сағ) анықтаныз.
Берілгендері:
- бөлшектердің ең кіші диаметрі d, (мкм)
- бөлшектердің тығыздығы тв, (кгм3);
- сузпензияның температурасы t, ( С).
Центрифуганың сипаттамалары:
- барабанның диаметрі D, (м)
- барабанның ұзындығы L, (м)
- борттың диаметрі Dб, (м)
- айналу жиілігі n, (айнмин)
Сурет. 2 Центрифуга
Центрифуганың жұмыс істеу циклі 0 = 22 мин, оның ішінде п = 20 мин - суспензияның берілуі, р = 2 мин – тұнбаны шығару.
№ 2 есепке беріленгендердің кестесі
Шаманың аталуы
Өлшем бірлігі
Логиннің соңғы саны
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
бөлшектердің ең кіші диаметрі d
мкм
5
3
2
6
7
4
3
5
2
4
бөлшектердің тығыздығы тв
кгм3
2000
1800
2100
1850
1700
1950
1600
1400
2100
2300
сузпензияның температурасы t
С
30
25
15
35
40
30
45
50
20
15
Шаманың аталуы
Өлшем бірлігі
Логиннің соңғы саны алдындағы сан
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
барабанның диаметрі D
м
950
800
700
500
850
650
900
750
550
600
барабанның ұзындығы L
м
400
380
350
250
425
325
450
375
225
300
борттың диаметрі Dб
м
600
550
500
350
620
420
640
520
390
410
айналу жиілігі n
айнмин
1200
1400
1000
750
1750
2000
1800
950
800
1450
№ 2 есепті шығару үшін әдістемелік нұсқаулар.
Әртекті жүйелерді ажырату процестері (центрифугалау бойынша), центрифугалардың құрылыстары және есептеулер бойынша материалдарға дайындалу керек (1, 115-121 беттер, 132-140 беттер)
Центрифуганың өнімділігі:
Тұну жылдамдығын Стокса формуласы бойынша анықтаймыз
мұнда
ж = 1000 кгм3 – судың тығыздығы,
ж – судың динамикалық тұтқырлықтың коэффициенті( бұл формула бойынша анықталады, ж - судың кинематикалық тұтқырлықтың коэффициенті төмендегі формула бойынша есептеледі
Ортадан тепкіш өрісіндегі тұну жылдамдығы:
Тұну режимін тексреміз:
Пайдалы уақыттың шамасын анықтймыз:
Центрифуганың өнімділігің есптейміз (ПӘК = 0,50 деп аламыз).
ЕСЕП № 3
Суспензияны сүзіге арналған рамалы сүзгі-престі есептеңіз.
Берілгендері:
- суспензиядағы ажыратылатың заттың мөлшері Y, (%)
- сүзі беті F, (м2)
- қысымдар айырмасы р, (Нм2)
- сүзу уақыты , (с)
- алынған сүзіндінің көлемі Q, (м3)
- тұнбаның ылғалдылығы W, (%)
- суспензиядағы құрғақ заттардың концентрациясы Бр, (%)
- сүзіндінің тұтқырлығы , (Н см2)
- тұнбаның сығылу модулі G, (Нм2)
Табу керек:
1. Сүзіндінің көлем бірлігіне келетін тұнбаның көлемін , (м3м3)анықтаныз.
2. Қалыпты тұнбаның құрылымдық кедергісін 0, (1м2 ) анықтаныз.
№ 3 есепке беріленгендердің кестесі
Шаманың аталуы
Өлшем бірлігі
Логиннің соңғы саны
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
сүзі беті F
м2
42
35
30
40
45
43
32
41
40
44
суспензиядағы ажыратылатың заттың мөлшері Y
%
8
9
9,5
8,5
7,5
8
9
8,5
9
8,5
қысымдар айырмасы р 10-5
Нм2
2,94
2,70
2,45
2,22
1,96
2,45
2,21
2,70
2,94
1,72
сүзу уақыты
с
60
90
30
90
60
60
30
90
30
90
алынған сүзіндінің көлемі Q
м3
0,7
0,8
0,5
0,8
0,6
0,7
0,55
0,8
0,5
0,6
тұнбаның ылғалдылығы W
%
45
43
40
42
40
41
44
45
42
43
суспензиядағы құрғақ заттардың концентрациясы Бр
%
17
15
18
16
17
15
19
16
18
17
Шаманың аталуы
Өлшем бірлігі
Логиннің соңғы саны алдындағы сан
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
сүзіндінің тұтқырлығы 108
Н см2
0,63
0,55
0,65
0,57
0,59
0,60
0,49
0,53
0,47
0,51
тұнбаның сығылу модулі G 10-3
Нм2
673
632
594
554
512
594
554
632
673
477
№ 3 есепті шығару үшін әдістемелік нұсқаулар.
Әртекті жүйелерді ажырату процестері (сүзу негіздері бойынша), сүзгі аппараттардың құрылыстары және есептеулер бойынша материалдарға дайындалу керек. (1, 115-121 беттер, 149-177 беттер)
Суспензиядағы ажыратылатың заттың көлемдік үлесі:
Ылғалды тұнбаның құрғақ тұнбаға көлемдік қатынасы:
Суспензияның көлем бірлігіндегі сүзіндінің үлесі:
Сүзі нәтижесінде алынған тұнбаның көлемі Q2, (м3):
Сүзіндінің көлем бірлігіне келетін тұнбаның көлемін , (м3м3):
Қалыпты тұнбаның құрылымдық кедергісін 0, (1м2 ):
ЕСЕП № 4
Тозандатқыш кептіргіштен шыққан құрғақ материалдың бөлшектерің бөлуге арналған циклонды есептеңіз.
Берілгендері:
- ауаның мөлшері G, (кгсағ)
- циклонның кедергі коэффициенті
- ауаның температурасы t, ( С)
- бөлшектің ең кіші диаметрі d, (мкм)
- қатынас
Табу керек:
1. Циклонның цилиндрлік бөлігіндегі газдың шартты жылдамдығын анықтау керек. wц, (мс)
2. Циклонның диаметрің D, (м)
3. Циклонның гидравликалық кедергісін р, (Нм2 )
4. Циклонның параметрлерін H, h1, h2, h3, D1, b, (м)
№ 4 есепке беріленгендердің кестесі
Шаманың аталуы
Өлшем бірлігі
Логиннің соңғы саны
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Ауаның мөлшері G
кгсағ
200
250
240
270
300
280
210
270
290
260
Бөлшектің ең кіші өлшемі d
мкм
80
70
100
90
80
70
100
90
80
70
Шаманың аталуы
Өлшем бірлігі
Логиннің соңғы саны алдындағы сан
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Циклонның кедергі коэффициенті,
-
100
150
80
70
160
170
60
105
110
180
қатынас
750
730
700
740
710
720
750
720
710
740
Ауаның температурасы t,
С
120
110
100
130
120
130
100
120
110
130
№ 4 есепті шығару үшін әдістемелік нұсқаулар.
Әртекті жүйелерді ажырату процестері, аппараттар құрылыстары және есептеулер бойынша материалдарға дайындалу керек. (1, с. 115-121, 140-149)
Циклонның диаметрі:
Циклонның цилинлрлі бөлігіндегі газдың шартты жылдамдығы:
Осыдан
Ауаның тығыздығын анықтаймыз:
,
где Т = 273 К
wц және г анықталған шамаларың циклон диаметрін D анықтау үшін қолданамыз.
Циклонның гидравликалық кедергісін келесі теңдеулерден анықтаймыз (Hм2)
Циклонның өлшемдерің төмендегі тәуелділіктер бойынша анықтаймыз:
Таза ауа шығатын құбырдың диаметрі D1 = 0,6 D
Шаңды газ кіретін құбырдың диаметрі b = 0,3 D
Таза ауа шығатын патрубканың биіктігі h1 = 0,78 D
Таза ауа шығатын құбырдың биіктігі h2 = 1,96 D
Цилиндрлі бөлігінің биіктігі h3 = 2,15 D
Конусті бөлігінің биіктігі h4 = 1,8 D
Циклонның жалпы биіктігі Н = 4,32 D
ЕСЕП № 5
Суспензияны араластыруға арналған араластырғышты есептеңіздер.
Берілгендері:
- айналыс саны n, (с-1)
- аппарат диаметрі D, (м)
- сұйықтың тығыздығы ж, (кгм3)
- сұйықтың тұтқырлығы ж, (Па с)
- қатты фазаның суспензиядағы мөлшері,
- қатты бөлшектің тығыздығы тв, (кгм3)
- араластырғыш түрі
Табу керек:
1.Суспензияның тығыздығын с, (кгм3);
2. Суспензияның тұтқырлығын с, (Па с);
3. Араластыру режимін Re;
4. Араластырғыш диаметрін dм, (м);
5. Араластырғыш тұытынатын қуатын N,(Вт).
№ 5 есепке берілгендердің кестесі
Шамалар
Өлшем бірліктері
Логиннің соңғы саны
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
айналыс саны n
с-1
4,7
5,0
4,3
2,0
2,7
3,5
4,0
2,1
3,5
2,2
аппарат диаметрі D
м
1,2
1,0
0,8
0,6
0,7
1,0
1,4
1,6
0,9
0,7
қатты фазаның мөлшері
0,3
0,2
0,1
0,4
0,5
0,3
0,2
0,1
0,4
0,5
Шамалар
Өлшем бірліктері
Логиннің соңғы саны алдындағы сан
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
сұйықтың тығыздығы ж
кгм3
1070
1010
1020
1000
1015
1030
1040
1060
1080
1025
қатты бөлшектің тығыздығы тв
кгм3
1400
1300
1450
1500
1600
1750
1190
1120
1470
1380
сұйықтың тұтқырлығы ж
Па с
0,02
0,01
0,03
0,02
0,07
0,04
0,03
0,01
0,05
0,02
аралыстырғыш түрі
10
13
2
6
14
10
13
2
6
14
№ 5 есепті шығару үшін әдістемелік нұсқаулар
Есепті шешер алдында араластыру процесі бойынша теориялық материалдармен, араластырғыш конструкцияларымен және олардың есептеу жолдарымен оқып танысу керек.
Суспензияның тығыздығын келесі формуламен анықтаймыз
Суспензияның тұтқырлығын келесі формуламен анықтаймыз
Араластыру режимдерін келесі формуламен анықтаймыз:
Араластырғыш диаметрін анықтаймыз
Рейнольдс критериі және VII-6 (1, бет. 106)сурет арқылы Эйлер Euм критериін табамыз.
Табылған Эйлер критериі бойынша араластырғыш қуатын анықтаймыз
Қанығу сызығындағы құрғақ қаныққан будың параметрлері
қосымша № 1
Қысым, р
(бар)
Температура
tн ( С)
Меншікті көлем,
v (м3кг)
Тығыздық,
(кгм3)
Энтальпия в кДжкг
Конденсация жылулығы,
r (кДжкг)
су i
бу i
0,05
32,89
28,24
0,03541
137,79
2560,9
2423,1
0,10
45,82
14,70
0,6805
191,84
2583,9
2392,1
0,14
52,57
10,69
0,09358
220,05
2596,1
2376,0
0,16
55,34
9,437
0,1060
231,63
2601,1
2369,5
0,18
57,82
8,448
0,1184
242,03
2605,4
2363,3
0,20
60,08
7,652
0,1307
251,48
2609,2
2357,7
0,25
64,99
6,201
0,1613
272,03
2617,6
2345,5
0.30
69,12
5,232
0,1911
269,30
2624,6
2335,3
0,4
75,87
3,999
0,2501
317,62
2636,3
2318,7
0.5
81,33
3,243
0,3083
340,53
2645,2
2304,7
0,6
85,94
2,734
0,3558
359,90
2653,1
2293,2
0,7
89,95
2,367
0,4224
376,79
2659,8
2283,1
0.8
93,50
2,089
0,4707
391,75
2665,3
2273,5
0,9
96,71
1,871
0,5345
405,19
2670,2
2265,1
1,0
99,62
1,696
0,5896
417,47
2674,9
2257,5
1,2
104,80
1,430
0,6992
439,34
2683,0
2243,6
1,4
109,31
1,237
0,8083
458,42
2690,1
2231,7
1,6
113,31
1,092
0,9160
475,41
2696,3
2220,8
1,8
116,93
0,9782
1,022
490,68
2701,8
2211,1
2,0
120,23
0,8860
1,129
504,74
2706,8
2202,0
2,2
123,27
0,3103
1,234
517,7
2711,0
2193,3
2,4
126,09
0,7469
1,338
529,9
2714,9
2185,0
2,6
128,73
0,6929
1,443
541,2
2713,9
2177,7
2,8
131,20
0,6463
1,547
551,7
2722,3
2170,7
3,5
138,87
0,5241
1,908
584,4
2732,3
2147,9
4,0
143,62
0,4623
2,163
604,6
2738,7
2134,1
4,5
147,92
0,4139
2,416
623,0
2743,9
2120,9
5,0
151,84
0,3749
2,667
640,1
2748,8
2108,7
6,0
158,84
0,3156
3,169
670,6
2756,9
2086,3
қосымша №2
Судың физикалық қасиеттері
t,
( С)
, (кгм3)
cp, (кДж(кг С)
103, (Вт(м С)
106, (Па с)
106, (м2с)
р 105,
(Па)
Pr
1
2
3
4
5
6
7
8
0
999,9
4,212
55,1
1788
1,789
1,013
13,67
10
999,7
4,191
57,4
1306
1,306
1,013
9,52
20
998,2
4,183
59,9
1004
1,006
1,013
7,02
30
995,7
4,174
61,8
801,5
0,805
1,013
5,42
40
992,2
4,174
63,5
658,3
0,659
1,013
4,31
50
988,1
4,174
64,8
549,4
0,556
1,013
3,54
60
983,2
4,179
65,9
469,9
0,478
1,013
3,98
70
977,8
4,187
66,8
406,1
0,415
1,013
2,55
80
971,8
4,195
67,4
355,1
0,365
1,013
2,21
90
965,3
4,208
68,0
314,9
0,326
1,013
1,95
100
958,4
4,220
68,3
282,5
0,292
1,013
1,75
110
951,0
4,233
68,5
259,0
0,272
1,013
1,60
120
943,1
4,250
68,6
287,4
0,252
1,98
1,47
130
934,8
4,266
68,6
217,8
0,238
2,70
1,36
140
926,1
4,287
68,5
201,1
0,217
3,61
1,26
150
917,0
4,313
68,5
186,4
0,208
4,76
1,17
160
907,4
4,346
68,8
173,6
0,191
6,18
1,10
170
897,3
4,380
67,9
162,8
1,181
7,92
1,05
180
886,9
4,417
67,4
153,0
1,173
10,03
1,00
190
876,0
4,459
67,0
144,2
0,165
12,55
0,96
200
863,0
4,505
66,8
186,4
0,158
15,55
0,93