Методика проведения работы

1. Приготовляют суспензию в заданной руководителем соотношении Т: Ж (1: 5; 1: 6; 1: 7; 1: 8; 1: 9; 1: 10; 1: 11; 1: 12; 1: 13; 1: 14).

2. Включают вакуум-насос, предварительно проверив закрыт ли зажим 7.

3. Краном 6 устанавливают заданный руководителем вакуум (100; 120; 140; 160; 180; 200; 250 мм водн. ст.).

4. Все время размешивают суспензию, наполняя воронку так, чтобы она оставалась полной.

5. При появлении первых капель фильтрата включают секундомер.

6. В течение всего опыта суспензия добавляется в воронку.

7. Первые показания секундомера записывают при измерении уровня фильтрата до первого деления в приемнике (цена одного деления 100 мл). Далее записывают все следующие показания секундомера, соответствующие каждому делению, секундомер во время опыта не выключать.

 

Рис.6.1 Схема фильтровальной установки.

 

8. После 5-ти замеров прекратить подачу суспензии, профильтровать все до конца, записать количество полученного фильтрата и время фильтрования.

9. Выключить вакуум-насос.

10. Измерить металлической линейкой толщину на фильтре.

11. Измерить температуру фильтрата.

Обработка опытных данных

 

По полученным замерам объемов фильтрата V1, V2…, Vn и времени t строят график, определив предварительно q1, q2…, qn давлением каждого значения V1, V2…, Vn на F. При построении графика откладывают по оси абсцисс значение q (м3/м2), а по оси ординат соответствующее значение t  q (с. м2/м3).

Константу k2 находят замером отрезка АО. На графике k2 = АО, умноженному на масштаб по оси ординат. Далее определяют удельное сопротивление осадка r0 и сопротивление фильтровальной перегородки Rф. п.

Определяют часовую производительность фильтра по фильтрату и влажному осадку по формуле:

 

Vф= ( Vф 3600) / ( Fф t n), (м3/час) (6.19)

Vос= ( Vос 3600) / ( Fф t n), (м3/час) (6.20)

 

где: Vф - общее количество фильтрата, собранное за время опыта, м3;

Vос - объем осадка, равный hос Fф, м3;

Fф - площадь фильтра, м2;

t n - продолжительность опыта, с.

Таблица 6.1 Протокол измерений.

№ № п. п.	Время замера,  , с	Объем фильтрации, V, м3	Удельная производительность, q, м3/м2
1 2 3 4 … … n

 

Рис. 6.2.

 

6.5 Контрольные вопросы

1. Что такое процесс фильтрования?

2. Что является движущей силой процесса фильтрования?

3. Скорость фильтрования?

4. От чего зависит скорость фильтрования?

5. Сопротивление фильтровальной перегородки и сопротивление осадка.

6. Виды фильтровальных перегородок.

Лабораторная работа № 7

Изучение работы лабораторных бегунов

Цель работы: изучение работы лабораторных бегунов.

Теоретическая часть

 

Исходным сырьем в химико-технологических процессах во многих случаях служит твердое тело минерального или растительного происхождения. Часто приходится его измельчать. Процесс измельчения характеризуется степенью измельчения, которая определяется по формуле:

 

 (7.1)

 

где: d₁ - средний размер куска материала до измельчения, м;

d₂ - средний размер куска материала после измельчения, м.

В зависимости от степени измельчения различают:

крупное измельчение

среднее измельчение,

мелкое измельчение,

тонкое измельчение,

коллоидное измельчение,

Среди измельчающих машин среднего и мелкого измельчения широко применяются бегуны. Они имеют два цилиндрических жернова (катка) из чугуна и чашу. Жернова совершают сложное движение.

При вращении вертикального вала 3 катки 2 бегунов вращаются вокруг собственных осей. При этом точки, которые находятся на середине ширины катков, проходят путь качения, тогда как все остальные точки, находящиеся на поверхности катков, проходят путь не только качения, но и скольжения.

В соответствии с этим можно заметить, что мощность двигателя бегунов расходуется на преодоление сил трения, качения катков, трения в отдельных частях механизма бегунов. Необходимую мощность для преодоления сопротивления трения качения катка можно выразить формулой:

 

 (7.2)

 

где: G - вес катка, кг;

w_K - средняя скорость качения катка, м/с;

f_K - коэффициент трения качения;

R - радиус катка, м;

i - количество катков.

Подставляя в формулу (7.2) значения окружности и скорости

 

 (7.3)

 

получим:

 

 (7.4)

 

где: n - число оборотов вертикального вала, n = 32 об/мин.;

r_CP - средний радиус качения катков, м;

r₁ = 160 мм, r_В = 96 мм, r_СР = 128 мм,

b - ширина катка, м; b = 64 мм.

Мощность, необходимая для преодоления трения скольжения катков определяется по формуле:

 

 (7.5)

 

где: f_CK - коэффициент скольжения, f_CK = 0,3 ¸ 0,4.

Потребляемая мощность двигателя:

 

 (7.6)

 

где: h - к. п. д. установки, учитывающий потери на трение в подшипниках и передачах, ориентировочно равный 0,3 ¸ 0,5.

С учетом расхода мощности на преодоление пускового момента и сил трения скребков из-под чаши получим:

 

 (7.7)

 

В момент захвата куска в точке А (см. рисунок 7.3) возникает сила нормального давления, действующая на материал по углом a. Этот угол между касательной осью к точке А и горизонтальной осью х называется углом захвата.

Одна из составляющих нормального движения стремится отбросить материал от катка под влиянием нормального давления Р в точке А.

По касательной действует сила трения, равная PS, направленная под прямым углом к силе нормального давления. Сила трения Pf раскладывается на составляющие. Одна составляющая сила U стремится втянуть кусок под каток бегунов. Для измельчения необходимо условие, когда

 

 

Угол захвата можно определить по формуле:

 

 (7.8)

 

где: f - коэффициент трения, f = 0,3 ¸ 0,5.

Зная угол захвата, можно найти соотношение между диаметром катка бегунов и диаметром куска дробленного материала. Для этой цели воспользоваться следующей зависимостью:

 

 (7.9)

 

где: D - диаметр катка, м; D = 238 мм;

d - диаметр куска материала, м.