Реферат: Процессы и аппараты пищевых производств 2

--PAGE_BREAK--Рассчитаем число Архимеда
<img width=«145» height=«51» src=«ref-2_1467041692-372.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">,

<img width=«351» height=«48» src=«ref-2_1467042064-751.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">,

следовательно, режим осаждения ламинарный. Для расчета скорости осаждения воспользуемся формулой Стокса

<img width=«164» height=«56» src=«ref-2_1467042815-780.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">,

<img width=«305» height=«49» src=«ref-2_1467043595-894.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> м/с.

Найдем действительную скорость осаждения частиц

<img width=«277» height=«25» src=«ref-2_1467044489-449.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037"> м/с.

Находим время пребывания частиц в песколовке

<img width=«169» height=«45» src=«ref-2_1467044938-439.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038"> c

Найдем длину песколовки

l
=v.τ=1,4.5,72=8 м.

Рассмотрим способыинтенсификации процесса осаждения.

Для ускорения процесса необходимо увеличть температуру, так как с повышением температуры согласно формуле Стокса уменьшается вязкость и увеличивается скорость осаждения частиц; а также  увеличить размер осаждающихся частиц путем добавления специальных веществ — флокулянтов.


Задача №
2
.
Определить продолжительность разделения объема Vсуспензии через <metricconverter productid=«1 м2» w:st=«on»>1 м2 фильтра, если при лабораторных исследованиях в подобных условиях с <metricconverter productid=«1 м2» w:st=«on»>1 м2 фильтра собрано фильтрата: q1через t1,  q2через t2, q3через t3,  q4через t4после начала фильтрования. Привести схему рамного фильтр-пресса, описать его устройство и работу.

Значение Vпринять по предпоследней цифре шифра.





Соответствующие значения tи qпринять по последней цифре шифра.


    продолжение
--PAGE_BREAK--


решения задачи
Определение констант процесса фильтрования выполним по традиционной методике .
Из графика <img width=«193» height=«37» src=«ref-2_1467045377-488.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> м2/с, 

K– константа, учитывающая режим процесса фильтрования и физико-химические свойства осадка и жидкости, м2/с;


С– константа, характеризующая гидравлическое сопротивление фильтрованной перегородки, м3/м2.

Решим основное уравнение процесса фильтрования при постоянном перепаде давления <img width=«95» height=«24» src=«ref-2_1467045865-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040"> при найденных значениях констант К и С.
Найдем приращения удельных объемов фильтрата Dq1, Dq2, Dq3, Dq4и приращения времени отбора известных объемов фильтрата Dt1, Dt2, Dt3, Dt4:
Dq1= q1= 4,6 ×10-3 м3/м2;

Dq2= q2–  q1 = (16,8 – 4,6) ×10-3 = 12,2 ×10-3 м3/м2;

Dq3  = q3—  q2 = (23-16,8) ×10-3 = 6,2 ×10-3 м3/м2;

Dq4  = q4—  q3 = (29,2 – 23) ×10-3 = 6,2  ×10-3 м3/м2

и

Dt1= t1= 53 с;

Dt2= t2—  t1 = 195 – 53 = 142 с;

Dt3= t3—  t2 = 320 – 195 = 125 с;

Dt4= t4—  t3 = 470 – 320 = 150 с.

Для построения графической зависимости <img width=«68» height=«43» src=«ref-2_1467046073-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041"> вычислим отношения <img width=«25» height=«43» src=«ref-2_1467046301-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">:
<img width=«199» height=«52» src=«ref-2_1467046446-801.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043"> <img width=«39» height=«43» src=«ref-2_1467047247-168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">;

<img width=«191» height=«47» src=«ref-2_1467047415-477.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045"> <img width=«39» height=«43» src=«ref-2_1467047247-168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">

<img width=«184» height=«47» src=«ref-2_1467048060-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"> <img width=«39» height=«43» src=«ref-2_1467047247-168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">

<img width=«185» height=«47» src=«ref-2_1467048689-469.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> <img width=«39» height=«43» src=«ref-2_1467047247-168.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050"> .

Строим график зависимости <img width=«69» height=«43» src=«ref-2_1467049326-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">(рисунок 1).

<img width=«482» height=«289» src=«ref-2_1467049558-5306.coolpic» v:shapes=«Диаграмма_x0020_1»>
<img width=«191» height=«24» src=«ref-2_1467054864-317.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">, тогда

<img width=«251» height=«27» src=«ref-2_1467055181-539.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">,

<img width=«164» height=«45» src=«ref-2_1467055720-383.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">, отсюда

<img width=«88» height=«24» src=«ref-2_1467056103-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056"> м3/м2, <img width=«100» height=«24» src=«ref-2_1467056304-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057"> м3/м2.

Т.к. удельная производительность не может быть отрицательной, то q= q1= 1,86 ×10-4 м3/м2.

При постоянной движущей силе процесса фильтрования объем фильтрата V, проходящий через <metricconverter productid=«1 м2» w:st=«on»>1 м2 фильтрованной поверхности за время tи время процесса фильтрования связаны уравнением

<img width=«97» height=«21» src=«ref-2_1467056512-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">.

Подставив в него найденные константы процесса фильтрования К и С, определим продолжительность процесса фильтрования

<img width=«357» height=«45» src=«ref-2_1467056704-721.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">с = = 2 мин 9 с.

Фильтр-пресс состоит из ряда чередующихся друг с другом плит и полых рам. Между рамами и плитами помещают фильтровальный пористый материал, пропускающий жидкость (фильтрат) и задерживающий твердые частицы, образующие на его поверхности осадок. После заполнения пространства рамы осадком фильтр разбирают, осадок удаляют, заменяют фильтровальный материал и вновь плотно сжимают плиты с рамами.

На рисунке 3 изображены плиты и рамы фильтр-пресса, а на рисунке 2 – схема работы плиточно-рамного фильтр-пресса [2].

<img width=«372» height=«296» src=«ref-2_1467057425-6238.coolpic» v:shapes="_x0000_s1063 _x0000_s1064 _x0000_s1065 _x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1068 _x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084 _x0000_s1085 _x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1098 _x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1105 _x0000_s1106 _x0000_s1107 _x0000_s1108 _x0000_s1109 _x0000_s1110 _x0000_s1111 _x0000_s1112 _x0000_s1113 _x0000_s1114 _x0000_s1115 _x0000_s1116 _x0000_s1117 _x0000_s1118 _x0000_s1119 _x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124 _x0000_s1125 _x0000_s1126 _x0000_s1127 _x0000_s1128 _x0000_s1129 _x0000_s1130 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156 _x0000_s1157 _x0000_s1158 _x0000_s1159 _x0000_s1160 _x0000_s1161 _x0000_s1162 _x0000_s1163 _x0000_s1164 _x0000_s1165 _x0000_s1166 _x0000_s1167 _x0000_s1168 _x0000_s1169 _x0000_s1170 _x0000_s1171 _x0000_s1172 _x0000_s1173 _x0000_s1174 _x0000_s1175 _x0000_s1176 _x0000_s1177 _x0000_s1178 _x0000_s1179 _x0000_s1180 _x0000_s1181 _x0000_s1182 _x0000_s1183 _x0000_s1184 _x0000_s1185 _x0000_s1186 _x0000_s1187 _x0000_s1188 _x0000_s1189 _x0000_s1190 _x0000_s1191 _x0000_s1192 _x0000_s1193 _x0000_s1194 _x0000_s1195 _x0000_s1196 _x0000_s1197 _x0000_s1198 _x0000_s1199 _x0000_s1200 _x0000_s1201 _x0000_s1202 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1205 _x0000_s1206 _x0000_s1207 _x0000_s1208 _x0000_s1209 _x0000_s1210 _x0000_s1211 _x0000_s1212 _x0000_s1213 _x0000_s1214 _x0000_s1215 _x0000_s1216 _x0000_s1217 _x0000_s1218 _x0000_s1219 _x0000_s1220 _x0000_s1221 _x0000_s1222 _x0000_s1223 _x0000_s1224 _x0000_s1225 _x0000_s1226 _x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1230 _x0000_s1231 _x0000_s1232 _x0000_s1233 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1236 _x0000_s1237 _x0000_s1238 _x0000_s1239 _x0000_s1240 _x0000_s1241 _x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244"><img width=«372» height=«296» src=«ref-2_1467063663-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">

<img width=«347» height=«211» src=«ref-2_1467063736-5259.coolpic» v:shapes="_x0000_s1245 _x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260 _x0000_s1261 _x0000_s1262 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265 _x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275 _x0000_s1276 _x0000_s1277 _x0000_s1278 _x0000_s1279 _x0000_s1280 _x0000_s1281 _x0000_s1282 _x0000_s1283 _x0000_s1284 _x0000_s1285 _x0000_s1286 _x0000_s1287 _x0000_s1288 _x0000_s1289 _x0000_s1290 _x0000_s1291 _x0000_s1292 _x0000_s1293 _x0000_s1294 _x0000_s1295 _x0000_s1296 _x0000_s1297 _x0000_s1298 _x0000_s1299 _x0000_s1300 _x0000_s1301 _x0000_s1302 _x0000_s1303 _x0000_s1304 _x0000_s1305 _x0000_s1306 _x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1310 _x0000_s1311 _x0000_s1312 _x0000_s1313 _x0000_s1314 _x0000_s1315 _x0000_s1316 _x0000_s1317 _x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1321 _x0000_s1322 _x0000_s1323 _x0000_s1324 _x0000_s1325 _x0000_s1326 _x0000_s1327 _x0000_s1328 _x0000_s1329 _x0000_s1330 _x0000_s1331 _x0000_s1332 _x0000_s1333 _x0000_s1334 _x0000_s1335 _x0000_s1336 _x0000_s1337 _x0000_s1338 _x0000_s1339 _x0000_s1340 _x0000_s1341 _x0000_s1342 _x0000_s1343 _x0000_s1344 _x0000_s1345 _x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1356 _x0000_s1357 _x0000_s1358 _x0000_s1359 _x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365 _x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1369 _x0000_s1370 _x0000_s1371 _x0000_s1372 _x0000_s1373 _x0000_s1374 _x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377 _x0000_s1378 _x0000_s1379 _x0000_s1380 _x0000_s1381 _x0000_s1382 _x0000_s1383 _x0000_s1384 _x0000_s1385 _x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403"><img width=«347» height=«208» src=«ref-2_1467068995-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">

1- средний канал;                                     5 – рама;

2,9 – каналы;                                              6 – канал для отвода фильтрата;

3 – пространство между плитами;       7 – кран;

4- плиты;                                                     8 – боковой канал.
Рисунок 2 – Схема работы плиточно-рамного фильтр-процесса
  <img width=«378» height=«465» src=«ref-2_1467069068-20069.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">

А – плита, Б – рама;

1 – гладкая поверхность плиты;

2 – желобок;

3 – фильтровальная перегородка;

4 – канал для удаления фильтрата и промывной жидкости;

5 – отверстия для прохода суспензии;

6 – отверстия для прохода промывной жидкости.
Рисунок 3 – Плиты и рамы фильтр-пресса



Задача №
3.


Определить мощность электродвигателя мешалки диаметром dдля перемешивания суспензии слоем H, если плотность жидкой фазы r, а ее вязкость m. Объемное содержание твердых частиц в суспензии x, плотность твердых частиц r
ч. Окружная скорость лопастей мешалки w.
Значения d, H, w, xи тип мешалки принять по предпоследней цифре шифра.



Предпоследняя цифра шифра:



1

2

3

4

5

6

7

8

9

d, м

1,00

0,60

0,80

0,70

0,30

0,60

0,95

0,40

0,25

0,50

H, м

2,0

1,7

2,2

1,4

1,1

2,0

1,9

1,2

1,0

1,8

w, м/с

4,0

5,2

6,3

3,5

11,5

7,1

2,9

8,0

12,5

7,9

x, % об.

5

9

15

6

10

18

7

22

12

25

Тип мешалки

лопастная

пропеллерная

турбинная

лопастная

пропеллерная

турбинная

лопастная

турбинная

пропеллерная

турбинная



Значения r, m и  rч принять по последней цифре шифра.





Пример решения задачи
Суспензией называется жидкая неоднородная система, состоящая из жидкой фазы и равномерно распределенной в ней твердой фазы.

Определим плотность и вязкость суспензии [1].

Плотность

<img width=«104» height=«61» src=«ref-2_1467089137-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">,

где x= 9 % (0,09) – объемное содержание твердых частиц в суспензии; rтв= rч= 1700 кг/м3 – плотность твердых частиц; rж= r= 1080 кг/м3 – плотность жидкой фазы.

Тогда5

<img width=«200» height=«61» src=«ref-2_1467089443-548.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063"> кг/м3.

Т.к. объемная концентрация твердой фазы в суспензии меньше 10 %, то динамическую вязкость суспензии определим по формуле Бачинского А.И. [1]

<img width=«100» height=«20» src=«ref-2_1467089991-274.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">    продолжение
--PAGE_BREAK--