Установка мембранная обратноосмотическая
Курсовая работа, 08 Января 2011, автор: пользователь скрыл имя
Краткое описание
Мембранные системы относятся к неравновесным прерывным термодинамическим системам, состоящим в простейшем случае из двух однородных (гомогенных) подсистем, интенсивность взаимодействия между которыми регулирует некоторое устройство, называемое мембраной. Обычно мембраной называют используемый в процессах разделения вентиль малой толщины по сравнению с его остальными характерными геометрическими размерами.
Содержание
Введение 4
1.Современное состояние мембранных процессов
1.Общая характеристика мембранных систем 5
2.Классификация мембран и мембранных процессов 5
3.Наиболее распространенные процессы мембранного разделения 6
4.Применение процессов мембранного разделения 10
2.Разработка аппаратурно-технологической схемы установки
1.Описание установки 13
2.Принцип действия установки 13
3.Расчетная часть
3.1.Степень концентрирования на ступени обратного осмоса 14
3.2.Выбор рабочей температуры и перепада давления через мембрану 14
3.3.Выбор мембраны 14
3.4.Приближенный расчет поверхности мембраны 16
3.5.Выбор аппарата и определение его основных характеристик 17
3.6.Секционирование аппаратов в установке 18
3.7.Расчет наблюдаемой селективности мембран 19
3.8.Уточненный расчет поверхности мембран 21
3.9. Расчет гидравлического сопротивления 22
Выводы 24
Приложения 25
Список литературы 26
Вложенные файлы: 1 файл
Установка обратного осмоса(готовый вариант).doc
— 859.50 Кб (Скачать файл) Отсюда
для каждого поперечного
Рассмотрим два крайних сечения.
Сечение на входе в аппараты первой секции:
кг соли/кг раствора
кг соли/кг раствора
По графику (см. рис. 3.1) находим:
МПа
МПа
Сечение на выходе из аппаратов последней секции:
кг соли/кг раствора
кг соли/кг раствора
МПа
МПа
Выразим удельную производительность в виде функции от концентрации раствора по уравнению:
где - константа для данной системы.
Найдем значение для крайних сечений:
Разница между полученными значениями, выраженная в процентах, составляет:
%
Это расхождение невелико, поэтому уравнение для нахождения удельной производительности применимо ко всей установке при использовании среднеарифметического значения :
Тогда удельная производительность
Рабочую
поверхность мембран можно
Расхождение со значением, полученным в первом приближении, составляет %
Полученная
разница не превышает 10 %, поэтому
перерасчета не делаем.
3.9. Расчет гидравлического сопротивления
Развиваемое насосом давление рассчитывается по формуле:
где - перепад давления через мембрану;
- гидравлическое сопротивление при течении жидкости в каналах аппарата;
- гидравлическое сопротивление
дренажного слоя.
Определение .
где - гидравлическое сопротивление полых каналов;
- коэффициент, зависящий от
вида сепарирующей сетки.
Раствор течет от первой до последней секции в каналах кольцевого сечения вдоль оси аппаратов. Общая длина канала равна произведению числа секций, числа модулей в аппарате и длины пути в модуле, равной ширине мембранного пакета: м.
Значение определяют на основе общего выражения:
При ламинарном режиме течения в кольцевых и щелевых каналах . Тогда
Па
Па
Определение .
где - коэффициент, зависящий от вида дренажного материала. Обычно .
Эквивалентный диаметр ( в перерасчете на полный канал) равен: м.
Па
Примем . Тогда Па
Определим давление, которое должен развивать насос:
Па
Напор насоса (при плотности исходного раствора )
м
Выводы
Приложения
Приложение 3.1. Некоторые физико-химические свойства водного раствора при
| Концентрация | Осмотическое давление , | Плотность раствора , | Кинематическая вязкость , | Коэффициент диффузии , | |
| моль/л воды | % (масс.) | ||||
| 0,1 | 0,7400 | 0,46 | 1001,8 | 0,8912 | 1,844 |
| 0,2 | 1,4691 | 0,91 | 1006,4 | 0,8864 | 1,838 |
| 0,3 | 2,1876 | 1,35 | 1011,0 | 0,8822 | 1,838 |
| 0,4 | 2,8957 | 1,78 | 1015,5 | 0,8779 | 1,844 |
| 0,5 | 3,5936 | 2,23 | 1020,0 | 0,8735 | 1,849 |
| 0,6 | 4,2815 | 2,66 | 1024,4 | 0,8694 | 1,857 |
| 0,8 | 5,6283 | 3,56 | 1033,0 | 0,8615 | 1,873 |
| 1,0 | 6,9378 | 4,45 | 1041,5 | 0,8538 | 1,889 |
| 2,0 | 12,9754 | 9,07 | 1081,7 | 0,8279 | 1,986 |
| 3,0 | 18,2773 | 13,99 | 1118,4 | 0,8159 | 2,083 |
| 4,0 | 22,9703 | 19,21 | 1152,4 | 0,8443 | 2,163 |
Приложение 3.2. Химическая теплота гидратации ионов при бесконечном разбавлении и температуре
| Ион | , кДж/моль | Ион | , кДж/моль | Ион | , кДж/моль |
| 490 | 281 | 3672 | |||
| 4710 | 4162 | 423 | |||
| 1340 | 339 | 289 | |||
| 2516 | 3332 | 226 | |||
| 318 | 532 | 348 | |||
| 1616 | 1955 | 389 | |||
| 1838 | 1880 | 310 | |||
| 3600 | 423 | 1352 | |||
| 352 | 2140 | 415 | |||
| 2089 | 1516 | 381 | |||
| 1884 | 1298 | 343 | |||
| 281 | 314 | 247 | |||
| 611 | 1340 | 327 | |||
| 2131 | 4011 | 410 | |||
| 486 | 1587 | 310 | |||
| 1955 | 2077 | 1110 | |||
| 1955 | 1487 | 511 | |||
| 4421 | 343 | 1110 | |||
| 4735 | 4237 | 1110 | |||
| 1856 | 2077 | 461 |
Список литературы
1.Дытнерский
Ю.И. Основные процессы и
2.Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия. 1978. С. 352.
3.Равдель А.А. Краткий справочник физико-химических величин Л.: Химия. 1974. С. 200.