Физика /
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5
План.
Введение………………………………………………………………………...3
1 Фильтры………………………………………………………………………4
1.1 Очистка воды фильтрованием. Принцип действия ……………………...4
1.2Общие сведения о фильтровании………………………………………….5
1.3 Режимы фильтрования……………………………………………………..6
2 Мембраны...…………………………………………………..………………8
2.1 Полупроницаемые мембраны.
2.2 Технология изготовления эластичных мембран…………………………
2.3 Основные направления развития мембранной техники и мембранных
технологических процессов…………………………………………………..
Заключение…………………………………………………………………….
Список литературы……………………………………………………………
Введение.
Данная курсовая работа имеет целью научить студентов самостоятельной работе и выделению полезной и нужной информации из многих источников.
Тема моего курсового проекта достаточно актуальна в наше время, поскольку процессы фильтрования очень широко используются в химической промыш-ленности и смежных с ней отраслях. Значение процессов фильтрования возрас-тает с увеличением масштабов производства. Знания физических основ процес-са, факторов, задающих режимы работы и качества производимого продукта позволяет учёным наиболее полно использовать рациональные типы современ-ного оборудования фильтрации.
Проектирование и разработка фильтра в значительной мере зависят от того, какие его характеристики нужно нам получить, то есть от формулировки кри-терия.
Одной из типичных постановок задач является обеспечение выделения по-лезного сигнала на фоне помех, отличающихся от полезного расположения спектральных составляющих.
Специалисты, работающие в области фильтрования должны глубоко изучить характерные черты этого сложного и многогранного процесса и существующие способы его изучения, чтобы с учётов известных фактов самостоятельно и обоснованно решать вопрос об окончательном выборе фильтра для той или иной цели.
Поскольку данный курсовой проект состоит из двух самостоятельных и обо-собленных частей, нельзя не упомянуть о не менее важной и значительной роли мембранных материалов в современной жизни общества.
Уже порядка 10 лет в нашей стране продается одежда, созданная с использо-ванием мембранных материалов. Но многие потенциальные покупатели до сих пор остаются в неведении относительно свойств мембран и поэтому сомнева-ются в необходимости приобретения таких вещей. Примером неосведомленно-сти может служить следующий вопрос, услышанный автором статьи от одного из покупателей: "Правда ли, что, надев куртку с Gore-Tex на футболку и в -30 мерзнуть не будешь?". Ответ: "Да правда, потому что смерть наступит очень быстро, и холода почувствовать не успеешь". Такая неосведомленность конеч-но единичный случай, но она отражает общее положение вещей. Данная курсо-вая работа - всего лишь попытка немного прояснить ситуацию в областях и масштабах использования мембранных материалов.
Поскольку данная тема вызывает живой интерес учёных всего мира, в по-следнее время написано много книг и журнальных статей, в какой-то степени раскрывающих сущность и закономерности протекания процесса фильтрования и использования мембранных технологий.
1 Фильтры.
1.1 Очистка воды фильтрованием. Принцип действия и основные поня-тия.
Процесс очитки воды фильтрованием заключается в её пропуске через по-ристую среду, на поверхности или в порах которой при этом происходит нако-пление частиц загрязнений, извлекаемых из очищаемой воды.
В зависимости от качества очищаемой воды, требуемой степени её осветле-ния и производительности установок применяют фильтры с различными уст-ройством пористой фильтрующей среды:
1. Фильтры с зернистой загрузкой, в которых в качестве фильтрующей среды используют слой из зёрен различных материалов; зёрна величи-ной от 0,3 до 2 мм, высота слоя – от 0,5 до 2 мм. В качестве фильт-рующей загрузки применяются самые разнообразные природные и ис-кусственные материалы: кварцевый песок, дроблённый антрацит, дроблённый керамзит и др.;
2. Сетчатые фильтры, в которых в качестве фильтрующего слоя исполь-зуются сетки с мелкими отверстиями для задержания находящихся в воде взвешенных частиц. Применяются разнообразные по конструк-тивному оформлению сетчатые фильтры, в которых используются ме-таллические сетки, ткань, стеклоткань, сетки из синтетических мате-риалов и т.п.;
3. Намывные фильтры, в которых фильтрующая среда образуется из спе-циальных порошков, вводимых в очищаемую воду и накапливающих-ся на каркасе фильтра. В качестве фильтрующих порошков применяют диатомит, перлит, древесную муку, кизельгур и пр.; каркас может быть выполнен из сетки или из объёмных пористых элементов;
4. Фильтры, в которых в качестве фильтрующей среды используются эластичные или жёсткие объёмные пористые материалы.
Доминирующее распространение в коммунальном водоснабжении получили фильтровальные сооружения и устройства с зернистыми загрузками ввиду от-носительной простоты регенерации фильтрующего слоя из зернистых материа-лов, а также из-за меньшего, по сравнению с другими типами фильтров, необ-ходимого давления для пропуска воды через фильтрующую среду при одно-временном достижении необходимой степени очистки воды, а также возможно-сти очистки больших количеств воды.
В коммунальном водоснабжении распространены также и сетчатые фильтры барабанного типа. Однако они в большинстве случаев не обеспечивают полу-чения воды питьевого качества и поэтому их используют лишь как вспомога-тельные для предварительной, частичной очистки воды.
Несмотря на конструктивные особенности, каждый фильтр должен иметь следующие элементы: корпус фильтра; зернистую фильтрующую загрузку; дренажно-распределительную систему; систему отвода промывной воды; тру-бопроводы для подачи и отвода осветляемой и промывной воды; запорную ар-матуру; контрольно-измерительную аппаратуру.
Фильтры могут включать в себя и другие элементы, например поддержи-вающие гравийные слои, устройства для подачи и распределения воздуха при использовании водовоздушной промывки и т.п.
Производительность фильтровальных сооружений определяется скоростью фильтрации, численно равной расходу воды, проходящему через 1 м2 площади фильтра.
По конструктивному исполнению фильтры могут быть напорными и откры-тыми. Если в напорных фильтрах давление в надзагрузочном пространстве соз-даётся насосами, то в открытых фильтрах оно определяется высотой столба во-ды над фильтрующим слоем, которая лимитирует высотным расположением водоочистных сооружений
В основном идентичные по принципу действия используемые фильтроваль-ные сооружения и устройства классифицируются по ряду признаков: скорости фильтрования; давлению, под которым они работают; виду и режиму промыв-ки; способу подготовки и обработки воды перед фильтрованием; конструктив-ному оформлению всех основных элементов, из которых состоят фильтры. При этом часто обеспечение тех или иных признаков определяет соответствующее конструктивное оформление фильтрованных сооружений и устройств.
1.2 Фильтры-мембраны из углерод-углеродных материалов
Области применения
Назначение фильтров - тонкая очистка жидких продуктов при микро- (0,1-10 мкм) и ультрафильтрации (0,001-0,1 мкм).
Основные области применения фильтров-мембран:
производство пищевых продуктов (вода, пиво, соки, вина и другие спиртные напитки, творог и т.п.)
очистка крови, плазмы и кровезаменителей
производство медицинских препаратов
очистка сточных вод
очистка нефтепродуктов
Описание
Технические и эксплуатационные характеристики
Рабочее давление, МПа, макс. 0.6
Рабочая температура, °C, макс. 300
pH 0 - 14
Модуль упругости материала, МПа 7000
Производительность через 1 м2 поверхности, 1/час 90
Фильтры-мембраны изготавливаются в виде трубок; максимальный наружный диаметр - 10 мм, максимальная длина - 1200мм.
1 - фильтр-мембрана;
2 - углерод-углеродный материал;
3 - селективный слой;
A - питающий поток;
B - пропущенный поток;
С - остаточный поток
Преимущества
По сравнению с аналогами материал фильтров выдерживает давление разрыва в 2 раза большее, что позволяет повысить производительность обработки на 40%.
Стадия разработки
Готовая продукция.
1.3Общие сведения о фильтровании.
Фильтрованием называют процессы разделения неоднородных систем при помощи пористых перегородок, которые задерживают одни фазы этих систем и пропускают другие. К этим процессам относятся разделение суспензий на чис-тую жидкость и влажный осадок, аэрозолей на чистый газ и сухой осадок или на чистый газ и жидкость. Закономерности, характеризующие процессы разде-ления перечисленных неоднородных систем, наряду с общими чертами имеют также существенные отличия, причём закономерности процесса разделения суспензий установлены полнее по сравнению с соответствующими закономер-ностями для аэрозолей.
Целесообразно различать понятия «фильтрование» и «фильтрация», обозна-чая первым из них процессы
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5