Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 22 стр.

       Пренебрегая местными сопротивлениями (вход в трубы                                  12 ⋅ 1, 5 ⋅ 10   −3
                                                                                                                 ⋅ 0 ,3                    12 ⋅ 1, 5 ⋅ 10         −3
                                                                                                                                                                       ⋅ 21 , 6
                                                                                ∆ р ПК =                                  2 ⋅ 0 ,8 −                                                      =   .
и выход из них), определите полное гидравлическое сопротив-                                     (5 ⋅ 10 )
                                                                                                        −4       2
                                                                                                                                       3600 ⋅ 1000 ⋅ 5 ⋅ 10       (          −4
                                                                                                                                                                                  )
                                                                                                                                                                                  3

ление напорного канала ультрафильтра.                                           34560 − 864 = 33696 Па .
                                           Решение                                  Сопротивление канала с сеткой:
                L вх ⋅ 4            0 ,1256 ⋅ 4                                           ∆рα = 33696 ⋅ 6 = 202176 Па = 202,2 кПа.
    w вх =               =                                 = 0 ,5 м/с;
             ρ ⋅ π d ⋅ n 1000 ⋅ 3 ,1416 ⋅ (0 , 004 )2 ⋅ 20
                      2                                                             В дренажном канале режим течения заведомо лами-
                      w ⋅d ⋅ρ   0 , 5 ⋅ 0 , 004 ⋅ 1000                        нарный. Для сопротивления полого канала используем фор-
            Re вх = вх        =                         = 2000 .              мулу(4.17):
                         µ              1 ⋅ 10 − 3
       Режим ламинарный. Используем формулу (4.7):                                                                   1, 5 ⋅ 10 − 3 ⋅ 21 , 6 ⋅ 0 ,5 2
                                                                                            ∆ р ПК = 12                                                          = 1000 Па.
∆ p α = 32
           1 ⋅ 10 − 3 ⋅ 0 , 5 ⋅ 2
                                  − 64
                                           1 ⋅ 10 − 3 ⋅ 54 ⋅ 4                                                                         (
                                                                                                                 3600 ⋅ 1000 ⋅ 3 ⋅ 10 − 4            )   3


                    (
                0 , 004 2          )   3600 ⋅ 1000 ⋅ (0 , 004        )3              Сопротивление дренажного канала с сеткой:
= 2000 − 60 = 1940 Па .                                                                    ∆р ДР = 1000 ⋅ 120 = 120000 Па = 120 кПа.
                                                                                     1. Рассчитайте гидравлическое сопротивление дренаж-
   2. Рассчитать полное гидравлическое сопротивление на-                      ного канала в цилиндрическом аппарате типа «фильтр-пресс» с
порного и дренажного каналов аппарата с рулонными фильт-                      диаметром мембраны 0,42 м при радиальном отводе пермеата.
рующими элементами по следующим данным: в напорном ка-                        Толщина дренажной сетки 0,3 мм, ее коэффициент сопротивле-
нале проходит артезианская вода с плотностью 1000 кг/м3 и
вязкостью 1,5 ⋅ 10 −3 Па ⋅ с с фиктивной скоростью на входе в
                                                                              ния 180, удельная производительность мембраны 54 кг / м 2 ⋅ ч ,                                         (           )
                                                                              плотность пермеата 998 кг/м3, вязкость – 1,005 ⋅ 10 −3 Па ⋅ с .
напорный канал 0,3 м/с. Толщина сепарирующей сетки 0,5 мм,
дренажной сетки 0,3 мм, их коэффициенты сопротивления,                                                      Решение
соответственно 6 и 120. Аппарат включает два последователь-                      Используем формулу (4.20) для нахождения сопротивления
но соединенных модуля; каждый модуль состоит из мембран-                      полого канала:
ного полотна шириной 0,8 м. Длина пакета (элемента) 0,5 м,                                              1 . 005 ⋅ 10 − 3 ⋅ 54 ⋅ 0 , 42 2
                                                                                                                                         = 148 Па.
удельная производительность мембраны 21,6 кг / м 2 ⋅ ч ,         (        )               ∆ р ПК = 1, 5
                                                                                                                                       (
                                                                                                                      3600 ⋅ 998 ⋅ 3 ⋅ 10       −4
                                                                                                                                                     ) 3


плотность и вязкость пермеата практически не отличаются от                           Сопротивление канала с сеткой:
плотности и вязкости очищаемой воды.
                                                                                               ∆р ДР = 148 ⋅ 180 = 26640 Па.
                                         Решение                                     2. Рассчитайте сопротивление дренажного канала аппа-
                                                                              рата с мембраной в виде полых волокон, если отвод пермеата
            wвх ⋅ d э ⋅ ρ       wвх ⋅ 2δ с ⋅ ρ
                                 0,3 ⋅ 2 ⋅ 5 ⋅ 10 −4 ⋅ 1000                   односторонний, длина пучка волокон 1 м, внутренний диаметр
  Re вх =                   =                    =          = 200 .
            µ           µ               1,5 ⋅ 10 −3                           волокна 60мкм, удельная производительность, отнесенная к
       Режим ламинарный. Будем рассчитывать сопротивле-                       внутренней поверхности волокон 2,4 кг / м 2 ⋅ ч , плотность                    (           )
ние полого напорного канала по формуле (4.14):
                                                                              пермеата 996 кг/м3, а вязкость – 0,804 ⋅ 10 −3 Па ⋅ с .
                             43
                                                                                                                44