РАСЧЕТ БАРАБАНОГО ВАКУУМ – ФИЛЬТРА
Исходные данные для каждого варианта задания представлены в табл. 1.
Параметры, одинаковые для всех вариантов:
-влажность кека W=23%;
-доля поверхности барабана ,занятая под набор кека =0,4;
-степень разряжения P=5∙104 Па;
-толщина слоя кека на фильтровальной ткани h=10 мм;
-эквивалентная толщина h0 =3 мм;
-константа скорости фильтрования К=4 ∙ 10 – 4 мм2/мин∙Па;
-коэффициент времени работы фильтра = 0,8;
-коэффициент трения при срезание осадка ножом f1 =0,25;
-удельное сопротивление срезанию осадка ножом =60 КПа;
-число распределительных головок Z=2;
-коэффициент трения между головкой и валом барабана f2=0,2;
-площадь соприкосновения головки с торцом вала барабана Fг=0,06 м2;
-радиус трения пары головка – вал rтр =0,2 м;
-коэффициент трения в подшипниках f3=0,1;
-диаметр цапфы dц =0,44 м;
-кпд привода =0,6.
Таблица 1.
№ варианта | Производи- тельность Q ; т/сут | Отношение Ж:Т в исходной пульпе R | Температура пульпы t; 0С | Объемный вес осадка ; Н/м3 | Тип фильтра |
БОУ 10 – 2,6 | |||||
1,9 | БОУ 20 – 2,6 | ||||
1,7 | БОУ 40 – 3 | ||||
1,8 | БОУ 100 – 4,2 | ||||
1,5 | БОУ 10 – 2,6 | ||||
2,5 | БОУ 20 – 2,6 | ||||
2,8 | БОУ 40 - 3 | ||||
БОУ 100 – 4,2 | |||||
3,2 | БОУ 10 – 2,6 | ||||
2,6 | БОУ 20 – 2,6 | ||||
1,9 | БОУ 40 – 3 | ||||
3,1 | БОУ 100 – 4,2 | ||||
3,3 | БОУ 10 – 2,6 | ||||
3,5 | БОУ 20 – 2,6 | ||||
2,9 | БОУ 40 – 3 | ||||
1,9 | БОУ 100 – 4,2 | ||||
БОУ 10 – 2,6 | |||||
2,1 | БОУ 20 – 2,6 | ||||
2,8 | БОУ 40 – 3 | ||||
20 | 300 | 2,6 | 28 | 33000 | БОУ 100 – 4,2 |
Таблица 2 - Технические характеристики барабанных вакуум-фильтров
Параметры | Тип фильтра | |||
БОУ 10 – 2,6 | БОУ 20 – 2,6 | БОУ 40 – 3 | БОУ 100 – 4,2 | |
Площадь фильтрования,м2 | ||||
Диаметр барабана, м | 2,6 | 2,6 | 4,2 | |
Длина барабана, м | 1,35 | 2,7 | 4,4 | 7,6 |
Частота вращения барабана, об/мин | 0,13 - 2 | 0,13 - 2 | 0,28-1,72 | 0,12 – 0,7 |
Масса барабана, кг |
Рисунок 1- Барабанный вакуум-фильтр:
1 - перфорированный барабан, 2 - волнистая сетка; З - фильтровальная перегородка; 4 - осадок; 5 - нож для съема осадка, б - корыто для суспензии; 7 - касающаяся мешалка; 8 - устройство для подвода промывной жидкости; 9 - камеры (ячейки) барабана;10 - соединительные трубки; 11 - вращающаяся чаегь распределительной головки; 12 - неподвижная часть распределительной головки;
I - зона фильтрования и отсоса фильтрата; II – зона промывки осадка и отсоса промывных вод; III - зона съема осадка; IV - зона очистки фильтровальной ткани
Удельная производительность по твердому при температуре 12,5 0С,
, т/(м2/сут);
где К - константа скорости фильтрования, мм2/(мин ∙Па);
- доля поверхности барабана, занятая под набором кека,
Р - степень разрежения, Па
h - толщина слоя кека на фильтровальной поверхности, мм
h0 -толщина слоя кека, гидравлическое сопротивление которого эквивалентно сопротивлению фильтровальной ткани, мм
R - отношение жидкого к твердому в исходной пульпе (табл. 1);
Rw - отношение жидкого к твердому в кеке:
где W - влажность кека,
Удельная производительность при другой температуре (выше 12,5 °С)
, т/(м2/сут)
где t - температура фильтрования, °С
Общая площадь фильтрования
, м2
где Q - производительность операции фильтрования по твердому, т/сут.
Количество фильтров
, шт
где Fф - паспортная площадь фильтрования стандартного фильтра, м2;
- коэффициент времени работы фильтра,
Момент, возникающий из-за неравномерности расположения осадка на барабане.
, Н∙м
где L - длина .барабана, м;
h - толщина слоя осадка, м;
- объемный вес осадка, Н/м3;
D - диаметр барабана, м.
Момент сопротивления срезанию осадка ножом
, Н∙м
где f1 - коэффициент трения при срезании осадка,
- удельное сопротивление срезанию осадка, Па
Момент трения в распределительной головке
, Н∙м
где Z - число распределительных головок
f2 - коэффициент трения между торцом вала и головкой,
Р0 - давление прижатия головки к торцу вала(Р0=1,5 ·Р, Па)
Fг - площадь соприкосновения торца вала и головки, м2
rтр - радиус трения, м
Момент трения барабана о пульпу;
, Н∙м
Момент на трение в опорах вала.
, Н∙м
где f3 – коэффициент трения в подшипниках;
dц - диаметр цапфы;
Gоб - общий вес барабана и осадка
, Н
где G - вес барабана, Н (табл. 2);
Goc - вес осадка, Н;
где Fф - площадь фильтрующей поверхности, м2 (табл. 2).
Общий момент сопротивления
, Н∙м
Максимальная мощность электропривода
, кВт
где n –максимальная частота вращения барабана, об/мин (табл. 2);
– кпд привода