Tìm hiểu ,tính toán và thiết kế máy lọc ép khung bản

Đồ án môn học Do sự chênh áp giữa đầu vào và đầu ra mà nớc trong thắng trở lực bã và vách ngăn để thoát ra ngoài, bã lọc thì bị giữ lại trên bề mặt vách. Động lực lọc ở đây có thể là nhờ chiều cao cột áp , có thể do bơm đẩy hoặc hút . Huyền phù Bã lọc h2 h1 Vách ngăn Nước lọc dV W = F .T Vân tốc lọc m3 2 m .s Coi bã không bị nén ép và chất lỏng chảy trong các lỗ mao quản bã và vách ở chế độ chảy dòng. Thể tích nớc lọc chảy qua bề mặt F trong khoảng thời gian T : V = .r 4 .n.F .T . P (m 3 ) 8.àl . Trong đó: n : số lỗ mao quản trên một đơn vị diện tích bề mặt lọc. r : Bán kính lỗ mao quản. (m) F : Diện tích bề mặt lọc, (m2) T : Thời gian lọc đợc một lợng nớc lọc V ,[ phút ] P: Động lực lọc (N/m2) à : Độ nhớt chất lỏng. l: Chiều dài lỗ mao quản vật ngăn l=l1+l2 Đào Văn Hạnh (m) Máy TBHC & Dầu khí 11 Đồ án môn học l1: Chiều dài lỗ mao quản của vải lọc l2: Chiều dài lỗ mao quản của bã lọc W = dV .r 4 .n. P = F .T 8.à.l Quá trình lọc là liên tục nên Wbã=Wvách qua biến đổi : Đặt 1.h1=2.htđ h2 = W= C.V b .F htd = P à.2 ( h2 + htd ) dV P.F = = dT à.2 ( h2 + htd ) à. 2 Trong đó: C.V0 b .F C P.F C .(V + V0 ) ba .F : lợng bã khô giữ lại trên bề mặt lọc V0 : Thể tích nớc trong chảy qua bề mặt F để tạo nên lớp bã có trở lực bằng vách ngăn. 1,2: Trở lực riêng vách và bã . h1,h2: Chiều dày vách và bã htd : Chiều dày bã có trở lực bằng trở lực vách. rb=2/bã : Trở lực bã (m/kg) (V Khi P=cosnt V + V0 ) dV = (V + V0 ) dV 0 Đào Văn Hạnh P.F 2 .dT à.rb .C T = 0 P.F 2 .dT à.rb .C V 2 P.F 2 + 2.V .V0 = 2 à.r .C .T b Máy TBHC & Dầu khí 12 Đồ án môn học N . ph m kg . . à..rb .C ph m 2 kg m 3 b1 = = = 2 N 2.P m 2. 2 m T=b1(V2+2.V0.V) Đặt V=V/F (**) (ph) (*) [ m3/m2.ph] : lợng nớc trong đi qua 1 đơn vị bề mặt lọc F trong khoảng thời gian T . Phơng trình (*) là phơng trình cho phép tìm thời gian lọc của máy khi biết V, b1, V0. 2.2.2 Tính toán Yêu cầu tính toán tìm thời gian lọc T của máy. Theo lý thuyết lọc chất lỏng không đồng nhất nhờ vật ngăn P = const T=b1(V2+2.V0.V) Trong đó : (ph) (2.1) T [ phút ] : Thời gian lọc đợc một lợng nớc lọc V b1 [ phút/m2] : Hằng số lọc V [ m3/m2.ph] : lợng nớc trong đi qua 1 đơn vị bề mặt lọc F Trong khoảng thời gian T . V0 = 0 C.rb Do trở lực vách 0 rất nhỏ so với rb nên bỏ qua thành phần 2.V0.V trong công thức(2.1). Công thức (2.1) chỉ còn : T = b1.V2 Tìm b1: (ph) (2.2) N . ph m kg . . à..rb .C ph m 2 kg m 3 b1 = = = 2 N 2.P m 2. 2 m rb = 0,9.1011 m kg Đào Văn Hạnh Máy TBHC & Dầu khí 13 Đồ án môn học b1 = à.rba .C P à = àH2 0 25 0 à Nph N .s = 0,8937.103 2 2 60 m m N p = 8.9,81.10 4 2 m C= l 1 1 C1 C 2 = 1000 = 500 1 1 0,3 0,75 kg 3 m C :lợng bã khô giữ lại trên bề mặt lọc 25 l = H 2O = 1000 0,8937.103 .0,9.1011.500 60 b1 = = 0,427.109 4 2.8.9,81.10 ph 2 m Tìm V : lợng nớc trong đi qua 1 đơn vị bề mặt lọc F trong khoảng thời gian T Theo phơng trình (**) V'' = V Vntr V = hf ba F .h F .h F .h m3 2 m . ph Q0 = 1,5 m Với năng suất hay Q = 1,5 3 h m3 .hf = 1783,5 h kg h Năng suất theo lợng pha rắn trong huyền phù Q = Q.C1 = 1783. 0,3 = 535 kg h Năng suất theo lợng bã ẩm : Q " Q.C1 = C2 Đào Văn Hạnh 535 h = = 713, 4 0,75 kg Máy TBHC & Dầu khí 14 Đồ án môn học Năng suất theo thể tích bã ẩm thu đợc : Q '''''' m 3 " h Q = m 3 Q "'' = h ba 713,4 =0,4292 1662 Diện tích bề mặt lọc : F = 50 m2 Vậy thể tích nớc trong thu đợc tính cho 1 đơn vị diện tích bề mặt lọc trong khoảng đơn vị thời gian T là : Vhf Vba m3 1,5. h 0,4292 V'' = h h = F F 50m 2 50m 2 T= 0,854.109. ( 0,3569.10-3)2 = 108,8 ( phút) T = 1,81 ( giờ) Bộ thông số công nghệ : rb= 0,9.1011 b1= 0,854.109 F= 50 m2 Q0=1,5 m2/h P=4 at V= 0,3569.10-3 Đào Văn Hạnh T=1,81 giờ Máy TBHC & Dầu khí 15 Đồ án môn học Chơng 3 Tính cơ khí 3.1 Tính bản lọc 3.1.1 Kích thớc bản lọc Xác định tạm thời kích thớc bản lọc : 3.1.2 Tính bền bản Khi máy hoạt động ổn định , áp lực hai bên bề mặt tấm bản cân bằng nhau. Khi xảy ra hiện tợng tắc ở một bản nào đó,tại bề mặt bản bên cấp liệu ,bản hoàn toàn chịu áp lực nén của động lực lọc P . Lực này gây nên độ uốn cho bản có thể phá hỏng bản . Ta tiến hành kiểm tra bền lúc bản rơi vào tình trạng này. Theo công thức Đào Văn Hạnh max = k . p.a 2 [ ] 2 Máy TBHC & Dầu khí 16