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 h ₀ =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 F_г =0,06 м²;

-радиус трения пары головка – вал r _тр =0,2 м;

-коэффициент трения в подшипниках f₃ =0,1;

-диаметр цапфы d _ц =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

h ₀ -толщина слоя кека, гидравлическое сопротивление которого эквивалентно сопротивлению фильтровальной ткани, мм

R - отношение жидкого к твердому в исходной пульпе (табл. 1);

R _w - 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 F _ф - 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,

Р ₀ - давление прижатия головки к торцу вала(Р ₀=1,5 ·Р, Па)

F_г - площадь соприкосновения торца вала и головки, м²

r _тр - радиус трения, м

Момент трения барабана о пульпу;

 

, Н∙м

 

Момент на трение в опорах вала.

 

, Н∙м

 

где f₃ – коэффициент трения в подшипниках;

d _ц - диаметр цапфы;

G _об - общий вес барабана и осадка

 

, Н

 

где G - вес барабана, Н (табл. 2);

G _oc - вес осадка, Н;

 

где F_ф - 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