Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Определение основных параметров мембранного аппарата




 

Определяем расход пермеата Wп в первом приближении[5,6]:

 

Wп=W0-Wk=W0[(Ck/C0)-1/R]=0,0565[(0,15/0,015)-1/0,98]=5,39*10-3 кг/с, (23)

 

где W0- расход раствора на разеление, W0= 200 л/ч= 0,2 м/ч= 0,0565кг/с;

Wk- расход концентрата; R= Ru=0,98- селективность мембраны.

 

Определяем потребную площадь мембран по формуле:

 

F= Wп/G=5,39*10-3/2,7*10-3=1,99м2 (24)

 

По производительности по пермеату производим выбор мембранного модуля, Wп=5,39*10-3 кг/с= 0,019 м3/ч. Принимаем мембранный модуль на основе полых волокон Syn+100.

 

Таблица №2. Технические характеристики мембранного модуля Syn+100.

 

Производительность по фильрату, м3 0,012-0,05
Внутреннний диаметр,мм
Площадь поверхности мембран, м2 1,8
Производитель фирма «HELBIO»

 

Определим количество мембранных модулей nмод:

 

nмод=F/Fмод=1,99/1,8≈1, (25)

 

где Fмод площадь поверхности мембран одного модуля, принимается по паспортным характеристикам модуля, Fмод=1,8 м2.

 

Количество мембранных модулей в одном аппарате принимаем равным nапп , тогда количество мембранных аппаратов в установке:

 

Nапп= nмод/ nапп=1/1=1 (26)

Для создания высоких скоростей потока в схему установки включается циркуляционный насос, обладающий высокой подачей, но сравнительно небольшим напором, требуемым лишь для преодоления гидравлического сопротивления напорного канала.

На рисунке 2 показана установка с циркуляционным контуром

Принимаем величину кратности циркуляции r равной 70. Система имеет один циркуляционный контур. Схема работает следующим образом: исходный раствор с объёмным расходом W0 и концентрацией С0 подаётся насосом высокого давления на вход мембранного аппарат. Перед входом в аппарат к исходному раствору добавляется циркулирующий поток с расходом rW0.

 

 

Рисунок 4. Схема установки с циркуляционным контуром

 

После смешения образуется раствор с расходом Wвx и концентрацией Cвx, который поступает в аппарат, где происходит его концентрирование до концентрации Cx.При этом образуется пермеат с расходом Wп и концентрацией п .Из аппарата раствор выходит с расходом Wвых и концентрацией Cx. Часть его выводится из установки в виде концентрата с расходом Wk,другая часть направляется циркуляционным насосом на смешение с исходным раствором.



 

Выход пермеата и концентрата в такой установке определяем по уравнению:

 

Wk= (27)

 

Wп= (28)

 

Потребная площадь мембраны F составляет:

 

F= (29)

 

Окончательно принимаем выбранный ранее мембранный модуль и определяем их требуемое число:

 

nмод=F/Fмод=2/1,8=1

 

Подбор вспомогательного оборудования

Подбор насоса.

Определяем потребный напор насоса

 

Н= Δрн /ρg=0,108*106/685,5*9,81= 30,25 м.вод.ст (30)

 

Такой напор при заданной производительности обеспечивается одноступенчатыми центробежными насосами. Учитывая широкое распространение этих насосов в промышленности ввиду достаточно высокого КПД, компактности и удобства комбинирования с электродвигателями, выбираем для последующего рассмотрения именно эти насосы.

 

Определяем полезную мощность насоса Nп :

Nп= ρgWН= 685,5*9,81*5,6*10-5*30,25=160,4Вт≈0,16кВт (31)

 

Принимая КПД предачи ηпер=0,8и КПД насоса ηн=0,6 , найдем мощность на валу двигателя:

N= Nп / ηпер* ηн= 0,16/0,8*0,6=0,333кВТ (32)

 

Заданной подаче и напору более всего соответствует центробежный насос марки СД 16/25, для которого при оптимальных условиях работы Q=5,5*10-3 м3/с, Н=44 вод.ст , частота вращения п=1200с-1, тип электродвигателя АИР 112МВ6/950, мощность двигателя Nн=4кВт, габаритные размеры насоса 1165*294*410мм.Определим предельную высоту всасывания для выбранного насоса. Рассчитаем запас напора на кавитацию:

h3= 0,3(W п2)2/3= 0,3(5,6*10-5*12002)2/3=5,6м (33)

 

По таблицам давлений насыщенного водяного пара найдем, сто при 20̊С давление насыщенного водяного пара рt= 3,05*103 Па. Примем, что атмосферное давление равно р1=105 Па, а диаметр всасывающего патрубка равен диаметру трубопровода. Тогда предельная высота всасывания равна:

 

HBC (34)

 

где -потеря напора во всасывающей линии

 

(35)

здесь - длина всасывающей линии; - сумма коэффициентов сопротивления на линии всасывания:

 

= ξ1+ ξ2+ ξ3+ ξ4=0,5+2,1+9+1=12,6 (36)

 

Таким образом, расположение насоса на высоте 1м над уровнем воды в емкости вполне возможно.

 

Определяем потребный напор насоса Н:

 

Н= Δрн /ρg=0,0097*106/685,5*9,81=1,45м.вод.ст.

Подбор циркуляционного насоса

Определяем значения коэффициентов местных сопротивлений Ʃξ. На всасывающей линии имеются следующие виды местных сопротивлений:

- вход в трубу с острыми краями ξ1=0,5

- три колена с углом 90̊, при d= 15мм ξ2=2,1

- вентиль нормальный при полном открытии, при d= 15мм ξ3=9

- выход из трубы ξ4=1

На нагнетательной линии имеются следующие виды местных сопротивлений:

- вход в трубу с острыми краями ξ5=0,5

- четыре колена с углом 90̊, при d= 15мм ξ6=2,1

- выход из трубы ξ7=1

Тогда

 

Ʃξ= ξ1+ ξ2+ ξ3+ ξ4+ ξ5+ ξ6+ ξ7= 0,5+3*2,1+9+1+0,5+2,1*4+1=26,7

 

Принимаем длину трубопровода l=3м

Тогда потери давления определяем по формуле:

ΔрП = (λ l/d+ Ʃξ)pv2/2= (0,040*3/0,015+26,7)685,5*0,32/2=1076,6Па=

=0,0011Мпа. (37)

 

Принимаем геометрическую высоту подъема жидкости равной z=0,79м. Тогда потери давления, связанные с подъемом жидкости на геометрическую высоту равны:

Δрr=pghz=685,5*9,81*0,79=5312,56 Па= 0,005 Мпа (38)

 

Тогда давление, развиваемое насосом, будет равно

Δрн=0,0011+0,005= 0,0061 МПа

 

Требуемая производительность насоса циркуляции определяется кратности циркуляции. Для разрабатываемой установки кратность циркуляции составляет 0,7, тогда требуемая производительность насоса равна:

Wц=0,7W=0,7*5,6*10-5= 3,92*10-5м3/с (39)

 

Определяем полезную мощность насоса Nп :

Nп= ρgWН= 685,5*9,81*3,92*10-5*1=26,3Вт≈0,03кВт (40)

 

Принимая КПД предачи ηпер=0,8и КПД насоса ηн=0,6 , найдем мощность на валу двигателя:

N= Nп / ηпер* ηн= 0,03/0,8*0,6=0,0625кВТ (41)

 

Заданной подаче и напору более всего соответствует центробежный насос марки СД 16/10б, для которого при оптимальных условиях работы Q=5,5*10-3 м3/с, Н=44 вод.ст , частота вращения п=1500 об/мин, тип электродвигателя АИР80А4, мощность двигателя Nн=1,1кВт, габаритные размеры насоса 1165*294*410мм.

 





Читайте также:


Рекомендуемые страницы:


Читайте также:



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (798)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.009 сек.)