Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Исходные данные:

Сточная вода  м3/сут  м3/с

Загрязняющие вещества:

фенол

НП (нефтепродукты)

Носитель:

Активированный уголь марки БАУ-4 плотностью

Насыпная плотность: r=650

- средний диаметр частиц носителя

- минимальный диаметр частиц носителя

Удельные скорости окисления загрязняющих веществ:

- по фенолу:

- по нефтепродуктам:

Расход воздуха на процесс биологической очистки:

q _возд =2,82 м3/м3 сточной воды;Qвозд=0.2286 м3/с.

Другие данные:

К _ПС=2 – рекомендуемый коэффициент псевдоожижения [4]

Технологический расчет

 

1. Найдем плотность сточной воды:

Объемные концентрации загрязняющих веществ:

 

 

2. Плотность поступающей смеси:

 

 

3. Вязкость смеси:

 

 

4. Необходимое количество биосорбена рассчитывается по формуле:

 

 

Объем насадки:  м³

5. Рассчитаем диаметр насадки:

- средний диаметр частиц носителя

Критерий Архимеда:

 

 

Критерий Рейнольдса:

 

 

Критическая скорость:

 

 м/с

 

Принимаем коэффициент псевдоожижения  по литературным данным [4] более высокий коэффициент экономически невыгоден, К=1,5...2

Тогда реальная скорость составит:

 

м/с

 

Площадь сечения

 

 

6. Диаметр аэрационной камеры.

Скорость газа принимаем равной 15 м/с:

- напорный аэратор захватывает 1,5-2 объема воздуха на каждый объем жидкости. -объемный расход газа;

 

 

Принимаем

По литературным данным [4] объем газожидкостной смеси увеличивается в 1,5 раза по сравнению с объемом поступающей жидкости.

 

 

Принимаем

С учетом зоны аэрации (наружный диаметр аэрационной трубы равен 140):

 

S=0.754 м

d=0.988 м

 

Принимаем по нормальному ряду d=1 м.

Реальная скорость будет равна:

 

м/c

 

Тогда коэффициент псевдоожижения равен:

7. Найдем скорость витания наименьших частиц

- минимальный диаметр частиц носителя

 

 

Площадь сечения

С учетом зоны аэрации:

-минимальный диаметр зоны сепарации

Принимаем  м

8. Высота слоя неподвижной насадки

 

 

9. Высота взвешенного слоя

Порозность слоя

 

 

Порозность неподвижного слоя

Принимаем высоту слоя

10. Гидравлическое сопротивление слоя

11.

 

По литературным данным [1] высоту сепарационного пространства принимают не менее 1,5 м.

Принимаем

Принимаем высоту аппарата

Разбиваем аппарат на 2 колонны, принимаем первую колонну высотой 8 м.

Так как при расчете удельного расхода воздуха, требуемого для окисления требуется знать высоту аппарата, которую можно узнать, только после проведения всех необходимых расчетов, то вначале принимают некоторую высоту аппарата, а затем, получив реальное значение, корректируют начальное значение высоты. Таким образом, точное значение высоты аппарата получается лишь методом подбора и многократного проведения весьма трудоемких рассчетов

С целью сократить время расчета все дальнейшие вычисления производились в программе MathCad Professional с использованием циклических процедур. Таким образом, составленная программа сама выполняет подстановку значений высоты аппарата и находит ее точную величину.

Далее приведен текст программы для расчета параметров биосорберов I и II ступеней. Программа выполнена на основе формул представленных выше, и с использованием тех же стандартных обозначений величин.

Программа.

Расчет биосорбера I ступени.

С учетом зоны аэрации (диаметр аэрационной трубы равен 140):

 

 

 

h_сеп=2 м - высота сепарационного пространства.

Принимаем высоту аппарата

h=h_c+h_сеп=8+2=10 м.

Во второй колонне будет сорбента:

 

 

Жидкость во вторую аэрационную колонну поступает самотеком.

Используется аэратор типа шахтного водосброса;

- удельный расход воздуха в м³/м³ жидкости, рекомендуемый для данного типа аэраторов [4]. При этом объем газожидкостной смеси составляет 1,0-1,2 объема жидкости (принимаем 1,1).

 

м³/с

 

Принимаем

С учетом зоны аэрации (наружный диаметр аэрационной трубы равен 530):

м²

 

 

 

- высота сепарационного пространства.

Принимаем высоту аппарата

Гидравлическое сопротивление насадки в аппаратах:

 

 

Диаметр газового трубопровода во 2 аппарате:

 

мм.

 

Принимаем d_у=80 мм.

Механические расчеты

Расчет толщины обечайки

м - внутренний диаметр обечайки;

(MПа) - давление в аппарате;

В аппарате находится коррозионная среда (водно-воздушная смесь), и хотя содержание органических примесей невелико, микроорганизмы, развивающиеся на насадке, увеличивают скорость коррозии металла. Из условия коррозионной стойкости [3] выбираем материал обечайки (днища, крыши) - сталь Х18Н10Т co скоростью проникновения коррозии

МН/м² - допускаемое напряжение для стали марки Х18Н10Т при Т=20°C;

Срок эксплуатации аппарата:

Прибавка к расчетной толщине стенки аппарата определяется по формуле:

 

 

Поправка С находится в пределах допустимых величин

Коэффициент прочности сварного продольного шва:

Выбираем двусторонний стыковой шов при автоматической сварке

 

 

Принимаем по нормальному ряду

Границей применимости формулы является условие:

 

 

Условие выполняется:

 

 

Допускаемое избыточное давление в обечайке можно определить из формулы:

 

Расчет толщины днища:

Для аппаратов диаметром 273 – 3000 мм, работающих под давлением, рекомендуется применять конические днища с углами при вершине 60° (ГОСТ 12619-78). Днища могут быть изготовлены с толщиной стенки от 4 до 30 мм.

Толщину стенки конического днища определяем вначале по напряжениям изгиба в тороидальном переходе по формуле:

 

,

 

где Р - давление на стенки днища, МПа. Для стандартных конических днищ с α=60º Y=1.4

Коэффициент прочности кольцевого шва  принимается равным 0.8 для стыкового кольцевого шва, свариваемого с одной стороны.

 

м

 

Принимаем мм.

Толщина стенки конической части днища определяется по формуле:

 

м,

 

где Д_Р - расчетный диаметр конического днища,

 

 

; .

 

Для окончательного исполнения принимаем S=6 мм.

Расчет толщины крышки:

Выбираем стандартную эллиптическую крышку.

Толщина крышки равна (м):

 

 

Принимаем по нормальному ряду

 

 

Требуемое условие выполняется:

 

Конструкция опоры была выбрана цилиндрической, т.к. этот тип конструкции опоры является стандартной для колонных аппаратов.

Определяем максимальный вес аппарата в условиях гидравлического испытания (аппарат заполнен водой):

 

 

 

где G_АП – вес аппарата,

 

где т_ОБ –масса обечайки, кг,

 

 

т_КР - масса крышки ( при S₂=4 мм и D=1000 мм т_КР=46,2 кг);

т_ДН – масса эллиптического днища( при S₃=4 мм и D=1000 мм т_ДН=46,47кг);

т_ДОП – масса дополнительных деталей (по рекомендации принимаем как 5% от массы обечайки, т_ДОП=49,3 кг);

G_В – вес воды в аппарате.

 

 

Максимальный вес аппарата:

 

 

Выбираем стандартную опору высотой 2м и диаметром 1,0 м. Опора крепится к бетонному основанию болтами M24 в количестве 36 штук Толщина стенки опоры 6 мм.