140
א א א א ٢٥٦ ٢٥٦

عمليات الفصل التطبيقي

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: عمليات الفصل التطبيقي

אאאא

٢٥٦٢٥٦

Page 2: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦

אא

،،אא،אW

אא א א א אאאאאא،אאאאאאא

אאאא אאאאאאאWא

אאK

אאאאאאא א ،א אא

אאאאאא،אאא א ،א אא א א אא א א א א א א א

אא،אאאא،אK

א א ?א א ? ? ?אאאאאאאאK

אאאאאאא،א ،א א אא

אאאאאK

؛ א אא אאK

אאאא

Page 3: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦

אא

אאאאא

אאאאאא،אאאאא

KאאאאFUnit operationsEאא،אאא Jאאאא،אאאא

אאאאאאאאאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאאא

אאאאK אאאאא

אאאאאאא،אאאאאא

אאאאאאאאאאא

،אאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאאא

א،אאאאאאאאאאאאאא

Page 4: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦

אא

אאאאאאאא،אאאאאא

אא، אאאאאאאאאאK

Page 5: عمليات الفصل التطبيقي
Page 6: عمليات الفصل التطبيقي

אאאא

אאאא

א

א

١

Page 7: عمليات الفصل التطبيقي
Page 8: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١ -

אאW אא

אאW

אאאW ١K אאאK ٢K אאאK ٣K אאאאאאא

אאאאK ٤K אאאאאK ٥K אאאאK

אאאW

אא٨٠K٪

אאW אאK

אאW אאאאK

אאW

אאאאאאאאאאK

Page 9: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢ -

אאWאאSettling & Sedimentation

א؟ אאא

א،אאK אאW

אאאא ١ J אאאאאאא

אK ٢ J אאאאK ٣ J אאא

אאאאK ٤ J אאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאאאא

אK אW

،אאFFree settlingEאאאאאאאאאא

אאK אאW

אאאאאאאאאאאאאאאא

אK אאאאאא

1:200אא0.2%אK

Page 10: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣ -

אאא Motion of a Rigid Particle Through a Fluid

אאאאא

אאאאאאאאאאאא

אאK אmאv

אאρPאρ אא

cg g

mgF =

א

P

gmFρρ

=

א FD

AVCF DD ρ2

2

=

CDWאאא AWאאאאאאאK

אאאFg-Fb-FDאאא

Fg-Fb-FD =dtdVm

dtdV

א

Page 11: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤ -

א

C

D

CPC gAVC

ggm

ggm

dtdVm

2

ρρ

−−=

אאא،אאאא

אאאאא15L1אאאאאא

אVtFTerminal Falling VelocityEאאFFree Settling VelocityKE

אאW

אאאא=0dtdv

אא

( )

ρρρρ

DP

Pt CA

mgV −=

2

אאא

6

3PPDm ρπ

= DPא

א

( )ρ

ρρ

D

Ppt C

gDV

34 −

=

Page 12: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥ -

אCDאאאW אאאאא

CDKאאאאאא

µρ Pt DV

=Re

µ א אאא،אCD

אאאאאאאאאא،אאא(wakes)

אאאאא،CDאאאאאא

אאF١Eא~1000

F1Eאא

10002×105אא105×3

אאאאאאאאא،א

אאאאאאאאאאאאאאאאאאא،

Page 13: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦ -

אאאאCDאאF2EאאאK

אאאRigid Spheres אאRe < 1

Re24

=DC א

( )ρ

ρρ

D

Ppt C

gDV

34 −

=

( )µ

ρρ18

2−= PP

tgDV

אא

אאאאאאא،אאא1000 < Re < 2×1050.44 = CDאאא

CDאאאאאאK אאCDא

אאאאאאאאאאF١EאאאK

Page 14: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧ -

אאאא Behaviour of very fine particles אאאאאאאאאא

אאאאאK

אאאNon rigid sphere

אאאאאאאאאאאFinternal circulationE،א

אאאאאאאאאאאאאאאאאאW

• אאאRe = 50K • אאאאאRe = 100K Re = 10Kאאאא •

אאHindered settling אאאאאאאאא

אאא،אאאאא،אאא

אאאאאאאאא

אאאאאאא،אאאW

אµאµm

pm ψ

µµ =

ψp

) 1( 8.1 2

101

εψ

−=p

Page 15: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨ -

εאאאאאρאmρ

( )( )[ ]

( )ρρε

ρεερρρρ

ρεερρ

−=

−+−=−

−+=

p

ppmp

pm

1

1

אאאאµρρ −pmµmp ρρ −א

ε

( )µ

ψρρε18

22ppp

t

Dgv

−=

אאאpψε 2

אא

εµρ

m

mtpVD=Re

( )2

23

18µεψρρρ pmppgD −

=

אאאRe < 1K

Page 16: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩ -

אEquipment for settling ١K אאSimple Gravity Settling Tank

אאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאK

אGravity Settling Chamber אאאאאאאאא

א،אאאאאFResidence timeEאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאא

אאאאאK

a i r o u t

F٢Eא

אאא

Page 17: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠ -

F٣Eאא

אFHEאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאאאאא

אאאK

אSedimentation אאאאא

אא،אאאFThickenerEאאאK

אThickener

אא،אאאאאאאאא،אאא

אא،אאאאא،אאאא

Page 18: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١ -

אאאאאאאאאKאאאא

אא،אאאאאאאא

אאאאאאאאאאK

F٤Eא

א

אאאאאאאאאאאא

אאאא،אאאאא

אאW ( )

ρρ

c

s

VCUYQA 00 −

=

Q0=אא Y =אאאאא U =אאאאאאא C0 =אאאא

Page 19: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٢ -

VC =א

sρ =אא ρ =א אאאאאא

אאאW

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+= X

Awth S

S

R

ρρ

ρ1

tRאאK XאאאאאK WאאאאK

Page 20: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٣ -

אא F١FEאאE

20 µmאא37.8 0C 101.3 RPa،א900אkg /m3،אאאאאאא

=1.137kg/m3 1.9×10-5 Pa.sK אW

( )ρ

ρρ

D

PPt C

gDV

34 −

=

אאאאאאאאCD

אW

( )ρ

ρρ

D

PPt C

gDV

34 −

=

אCDאאאCDאאאאאK

5

3

5

3

100.2

/900.1090.1

/137.1

×=

=

×=

=

P

P

D

mkgsPa

mkg

ρ

µ

ρ

µρ PtDVN 1=

Page 21: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٤ -

)1(137.11020

109.15

5

LLL××

××= −

− NVt

אאW

( )

2

5

137.1310208.9137.19004

tV××××−

=−

)2(207.02 LLL

tD V

C =

אאRe=100

F١EVt=83.54 m/s F٢ECD=2.965×10-5

אא1=CD אCDאאReF

CDאEאאאW

א=

CD א×CD א × 100

א CD

אCD Vt Re

CD א

99.9 12.465×10-583.542 10085.120029.616 0.083 0.1251700 1316.26 0.0125 0.015

1.283000 2961.6 8.354×10-30.01Re0.01אאF١E8.3×10-3 m/s = Vt

( )ρ

ρρ23

4

t

PPD V

gDC −=

Page 22: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٥ -

F٢FEאאאאE אאאאאא6-4א m×1.554

2647 kg/m3א60א %Kא9980א kg/m3 1.005×10-3 Pa.sK

אW εאא

( )( ) ( )( )

205.0) .6220 - 1 ( 82.110

1) - 1 ( 82.110

1/1553

2467622.01998622.0

12467

6099840

99840

3

===

=

−+=

−+=

+=

εψ

ρεερρ

p

pm

mkg

( )

( ) ( ) ( )( )

sm

gDV mpP

t

/10525.110005.118

205.0622.0 9982467 10554.1807.918

3

3

224

2

×=

××−×

=

−=

µρρρ

אאRe

( )( ) ( )

( )1121.0

622.0 205.0/10005.11553 10525.1 10554.1

/Re

3

34

<=×

××=

=

−−

εψµρ

p

mtpVD

אK

Page 23: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٦ -

F٣FEE 5kgאkgאאא

1.5kgkgאאא،אאאאאאאW

אFkg water \ kg solidE2.5 3.1 3.7 4.2 5.0 א (mm/s) 0.050 0.070 0.094 0.12 0.20

אאא1.33kg/s؟אאא אW

( )

ρρ

C

S

vCUYQA 00 −

=

3

00

/10005.1

/33.1

mkgU

skgCQ S

=

==

ρ

ρ

אאאא

Wאא Y vC ( /s) Y-U A m2 5 0.2 3.5 23.28

4.2 0.120 2.7 29.93 3.7 0.094 2.2 31.12 3.1 0.070 1.6 30.4 2.5 0.050 1.0 26.6

אא31.12 m2אאK

Page 24: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٧ -

١ Jאkg/m37500א0.5m/sאאאKאא ٢ Jאאא101 k , 294 kאא200 µmא900 kg \ m3

K • ؟אאא • אאאא0.457א m؟ ٣ J5 kg water/kg solidsאא

1.5 kg water/kg solidsאאאאאW

א(kg water/kg solids)2.5 3.1 3.7 4.2 5 2 1.2 0.94 0.70 0.50א (m/h)

אא0.6א kg/s؟אאא

Page 25: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٨ -

אאWא Filtration א؟

אאאאאאאאאאאFFiltrateEא

אאא،אאאK אא

אאא،אאאאאאאא

אאאאא،אאאאאאאאא

אאאאK א

אאאאאאאאאאאאFאEאא،א

אאאאF٥EאK

F٥Eא

אאא אFVacuum Eאאאאא

אאאאאאאאאא،אאאאאאא

Page 26: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٩ -

אאאאאאאאאK

אFiltration Theory אאאאאW

١E אאאK ٢E אK ٣E אאK ٤E אאאאK ٥E אאאאאאאאK

אאאאאאאאאא

אאאא،אאאאאאאא،אאאאא

אאאאW

( )3

1 21

εεµ OC SVk

LP −

=∆−

\ k1אאK

µ אאK vאאK

εאאאK LאאK

SOאאאאאאאK ∆PCאאאאאK

Page 27: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٠ -

AdtdV

V =

dtdV

=אK A=אK

= VאאK

( )3

221 1

εµε LSk

PAdtdV

O

C

−∆−

=

LvאאאאאW

( ) VCAL SP =− ρε 1

CSאאאאK

Pρאא Lאא

( )A

VCSkP

dtAdV

P

SO

c

2

21 1

ερµε−

∆−=

)1(LLL

AVC

PdtA

dVS

c

µα∆−

=

αאא

Page 28: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢١ -

( )3

21 1

ερεα

P

OSk −=

אאאאאאאא

)2(LLLm

f

RP

dtAdV

µ∆−

=

Rmא ∆Pfאאאא

אאF١EF٢Eאאאא

)3(LLL

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

∆−=

mS R

AVC

pdtA

dVα

µ

Cf PPP ∆+∆=∆K

אאאאα אא

( )

3

21 1

ερεα

P

OSk −=

אאאאאεאSOαאאא εα،אאא αא∆P

Page 29: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٢ -

אאα∆P

( )5PB ∆−=α

S1Bא אS0.1-0.8

א

אאאאאא

)3(LLL

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

∆−=

mS R

AVC

pdtA

dVα

µ

אא

( ) ( ) BVKRPAPA

VCdVdt

PmS +=

∆−+

∆−=

µαµ2

( )

( )PAR

B

PAC

K

m

SP

∆−=

∆−=

µ

αµ2

אאאאא

α

Page 30: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٣ -

( )

VBVKt

dvBVKdt

P

V V

P

+=

+=∫ ∫2

0 0

2

BVKVt P +=

2

אאאVtV

Vt

V

tא VאאאtK אאאαאאא

אא (Rm)K

אConstant Rate Filtration אאאא

אאF3EאW

Slope = kp \ 2

Intercept = B

Page 31: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٤ -

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

+=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=∆−

dtdV

AR

C

dtdV

AC

K

CVKdtdV

AR

VdtdV

AC

P

m

SV

VmS

µ

αµ

µαµ

2

2

KVC1א אאאF-∆PEV

אאאאK אאContinuous Filtration

אאאאאאאאאאא

אRmאאאאא

VKdVdt

P=

2

20 0

VKt

dVVKdt

P

t V

P

=

=∫ ∫

אאאFiltration Practice אאאאW

١ J אא،אאאאאאאאא

Page 32: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٥ -

אאא،אאאאאאאא،אאאא

אאאאאאK ٢ J אאאאאאאאא

אאאאאאאאאא

אאK ٣ J אאא

אאאאאאאאאאא

אאאאאאא،אאאא

אאאאא،אאאK

٤ J אאאא،אאאא

א10-210אK אFiltration Equipment

אאאאאאאאאאא

אאאאאאאא

אאKאאאאאאאאאאא

אאאאאK

Page 33: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٦ -

אאא F٦Eאאאאא

אאאאאאאאאא،אא

אאאאאאאאאאאא،א

אאאאאאאאאאאאאאאא

אK

F٦Eאאא

אאאאPlate and Frame Filter Press

אאאאאא،אאאאאא،א

אאאאאאאאאאאאאאא،א

אאאאאאאאא،אאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאאK

Page 34: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٧ -

F٧EאF٨Eאאאאא،אא

אאאאאאאאאאא،אאאאא

אK

f i l t r a t e

F٧Eאא

אאאאאאאאאאא

אאאאאאK

Page 35: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٨ -

F٨Eאא

אאאאאContinuous Rotary vacuum Filter

אאאאאאאאאאא

אאאאאאאא

אאKאאאאאאאאאאאא

אא،אאאאאאאאאאאא

،אאאאאאא،אאאאאאאאאאאאאאא

אF٩EאאאאאאK

Page 36: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٢٩ -

F٩Eאאאא

Page 37: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٠ -

א F١Eאא

אא298.2k338KN/mKאאאאאA = 0.0439mא

CS = 23.47kg/m3אאאαRmאאאW V ( M3 ) t ( s )

0.498×10-34.4 1.00×10-39.5

1.501×10-316.32.000×10-324.6 2.498×10-334.73.002×10-346.13.506×10-359.04.004×10-373.64.502×10-389.45.009×10-3107.3

אW

אאt/VVאאאאאK

א=2PK

6.00×106 s/m6 = 2 ×א =KP אא= B= 6400 s/m3

( )PAC

K SP ∆−

=×= 261000.6

αµ

א =10-4 pa.s×8.937 A = 0.0439 m2

Page 38: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣١ -

( ) ( )

( ) ( )110

3

4

11

3

46

1063.10103380439.0

1093.86400

/10863.1103380439.0

47.2310937.81000.6

×=

××

=∆−

==

×=

×××

mR

RPA

RB

kgm

m

mmµ

α

α

Page 39: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٢ -

F٢Eאא אאF١E20

0.873m2אאאאF١Eאאאא،אא3.37m3FאאKE

אW אאF١Eאאא:

106 s/m6×KP= 6.00 B= 6400 s/m3

αRmא

6

26

22

211

2

22

21

1

2

2

/93.3720873.0

0439.01000.6

1,1

ms

AAKK

AA

KK

AB

AK

PP

P

P

P

=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

××=

=

=

∴ αα

( )ms

AABB

/10.1620873.0

0439.064002

112

==

א

( ) ( )( )

s

VBVK

t P

7.269

37.310.1637.3293.372

2

22

22

22

=

+=

+=

Page 40: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٣ -

F٣Eא אאF٢Eא3.37 m3

26.7 sאאאאא%10א،אאאאא20א m

אאK

( )( ) sm

BVKdtdv

fPf

/10737.110.1637.393.374

1

141

33−×=+

=

+=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

s19410737.137.31.0

3 =×

×−

א =אHאHא

min73.2760

7.26960

19420 =++

א א=

א

Page 41: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٤ -

F٤Eאאאא א33%אאF١Eאא67 kpaאאאא0.171א kg solid/k

אאאא2אא298 kא

0.8937×10-3Pa.s996.9 kg/m3Kאא250sאאאא

( ) ( ) 3.091037.4 P∆−×=α אאאאK

אW אאאאאB = 0

2

2VKt P=

t = א = f tc = KP

V2

2

= fאאא

( )( ) ( )

3

3

3

113.039

2

/9.9961067

.108937.0

10225.110671037.4

mkgPaP

sPa

PAC

K SP

=

×=∆−

×=

×=××=

∆−=

ρ

µ

α

αµ

filtratem

Csolidkg S

3

אאא

Page 42: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٥ -

ssolidskgkg

solidkg

/1486.0s

slurry kg 0.778 slurry

191.0

=

×

א =א Jאא

0.778= א kg \ s

אא=אא×2 = 2 × 0.191×0.778

= 0.2972 kg/s א == 0.481 kg/s 0.778 - 0.2972 א=

filtratemsolidkg

C

sm

S 34

34

30810825.4

1486.09.996

481.010825.4

=∴

אא= 250 = 0.1206 m3 ×4.825×10-4

( )

( )( )

2

32

2

113

2

2

74.610672

1206.00.3

10255.1108937.033.02502

mAA

PAVC

ft Sc

=

×××

×××=×

∆−=∴

αµ

Page 43: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٦ -

אW

١ Jאאc25א46.2 kPaKאאא0.0439 m3אkg solid /m3filtrate

23.47אאאW t (s) V×103(M3)

17.30.541.31.072.01.5108.32152.02.5201.73

٢ JאאאF١Eא30א0.873 m2אאא46.2 kpaאא

א،אאא2.26 m3אFאאEאאא0.283א m3Kאאא

אא30 m.K ٣ Jאאא،אא

2.2 m2א28 %א300 sאאא62 kPaא =0.8937×10-3Pa.sא996.9 kg/m3א

= (4.37×109) (-∆P)0.3α؟אא

Page 44: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٧ -

אאWאאא Crushing Grinding and Screen Analysis

אParticle Characteristics

אאאאאאאאFSizeE،אFShapeEא(Density)،אאאאF

אאEאK אאאאאאא

،אאאאאK אParticle Size

אFאא-nominal diameter-אאא-equivalent diameter-אE אאא

א،אאאאאK

אאאאאאאאאאא

אK אאאא،אFE

אFScreen sizeE،אא א،אFUltra fine particleEא

FSquare meters/GramKE אParticle Shape

אאאאאאאאאF١٠E،אאאFsphericityE،

Kאאא،א

Page 45: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٨ -

١W٢W٣W

F١٠EאאK

אФs، אDp

אאאDpW

)1(//

pp

sss VS

VS= Φ

א Vp אW Sp אאW Ss Vs א

אאאW

)2(6

pp

p

SDV

Фs =

אאאFPDE 1אא،אאאא) ( DpאאאאE 1Z.

ФsאאאאאאKאאאאK

Page 46: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٣٩ -

אאאW אVp،אאאא،אא

W J אאאאאאK

J אאK אאאאאא

אאK

١W אא25א mm3K

אW ،אאDp،אאK

DpZ6L3πDp א25: Z6L3πDp

W Dp = 3.628 mm

٢W אאאאאאW

J אdL، J LK אW

J אאאW4 LVp = πL3 /4 = πd3

אDpWVs = πDp3 /6

Vp VsW Dp = 1.1447 L

אאאאK אאאWSp = 2*( πd2 /4) + π d L = 6 πL2 /4

Page 47: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٠ -

אW

pp

p

SDV6

Фs =

W

Фs = 1/1.1447 = 0.874

J

אאאWVp = L3 אDpWVs = πDp

3 /6 Vp VsW

Dp = 1.241 L אאאK

אאאWSp = 6 L2 אW

pp

p

SDV6

Фs =

W

Фs = 1/1.241 = 0.806

אאאא1FDp = LE

Page 48: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤١ -

אאW ،אא

אאאאאK אFMρpEא Dp

،אV،א،A،W

)3(p

MVρ

=

)4(6

pps DM

AρΦ

=

אא:Screen analysis

אFSievingEאאא

אאK א א FStandard Screen Series E ،א א א

א،א3 in 0.0015 in ،אאאאFmesh E

א،Fmesh per inch E،אאא FThe Taylor Standard Screen SeriesE ،

א0.074 א mm 200 ،אאאFBritish Standard Screens E ،א אאא אא אאא

FאE ، א אא 41.12א =א א FאKE

Page 49: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٢ -

אW

אאאאDp،אאp

MρFאL

אE،אVPאFNEאאאאW

)5(pp V

MNρ

=

אאFAEW

)6(6.PpS

P DMSNA

ρΦ==

(6)אא،א

אא،אאאא،אא

אאאאאאאאאאאאא،

אאאאאFmass fractionEאאאאא،

אאאאאאאאKא

אאK אאאאא

אFmesh size rangeEFRangeEאאאא

14/20 אאאאא14א20אאאאK

Page 50: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٣ -

n،-1nאא n+1 אKאDpnאאnK

אאnX∆W אאLאאK

אאאFCumulative Analysis E،א

א א א א אK

KXאאW

)7(1

21 n

NT

nnTX ∆Χ=∆Χ++∆Χ+∆Χ= ∑

=

LL

אאFCumulative Analysis EX DpK

Page 51: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٤ -

:3 א א K אא

אאW ١ Jאאא، ٢ JאאאFאKE ٣ JאאאW

JאאאFHistogramE JאאFFractional-DistributionE Jאאאאא

אWא א DP Xn

٤ 4.7 ٠ ٦ 3.3 0.2

٨ 2.4 0.05

١٠ 1.7 0.11

١٤ 1.2 ١٨}٠ ٢٠ 0.8 ٢٣}٠ ٢٨ 0.6 ١٥}٠ ٣٥ 0.41 ١٠}٠ ٤٨ 0.30 ٠٦}٠ ٦٥ 0.21 ٠٥}٠

١٠٠ 0.15 ٠٤}٠ ١٥٠ 0.10 ٠٠٥}٠ ٢٠٠ 0.07 ٠٠٣}٠

א J ٠٠٢}٠

Page 52: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٥ -

אW אאאאא

אXאאFDpKE

אWאK

אDP Xn pD X ٤ 4.7 ٠ J ١ ٦ 3.3 0.2 ٠٥}٤ 0.98 ٨ 2.4 0.05 ٨٥}٢ 0.93 ١٠ 1.7 0.11 2.1 0.82 ١٤ 1.2 ٥}١ ١٨}٠ 0.64 ٢٠ 0.8 ٢٣}٠ ٠}١ 0.41 ٢٨ 0.6 ١٥}٠ ٧}٠ 0.26 ٣٥ 0.41 ١٠}٠ ٥٠}٠ ١٦}٠ ٤٨ 0.30 ٠٦}٠ ٣٦}٠ ١٠}٠ ٦٥ 0.21 ٠٥}٠ ٢٦}٠ ٠٥}٠ ١٠٠ 0.15 ٠٤}٠ ١٨}٠ ٠١}٠ ١٥٠ 0.10 ٠٠٥}٠ ١٣}٠ ٠٠٥}٠ ٢٠٠ 0.07 ٠٠٣}٠ ٠٩}٠ ٠٠٢}٠

א J ٠٠٢}٠ ٠٤}٠ ٠

Jאאא אאW

א،אאאDp א،אאאאXn

Page 53: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٦ -

אאאK

J אאW

אאW אאאא،pD א،אאאX

אא

J אאא אאW

א،אאא אאאאאאאK

Page 54: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٧ -

אאאK א

אאאאאאאאאKאאא

?א?،אאאאאא،אא،אLאK

3-5-1WאאאW אאאאאאא

אאאK א א א א א א L א

אאW

JאW

( ))8(

/

13

1

3∑=

= NT

npnn

v

DXD

Page 55: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٨ -

JאW

( )

( ) )9(/

/3

1

3

1

=

== NT

npnn

NT

npnn

s

DX

DXD

JאW

)10(/

/

1

3

1

2

⋅⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

=

=

=NT

npnn

NT

npnn

L

DX

DXD

JאLאאW

( ))11(...........

/

1

1∑

=

= NT

npnn

vs

DXD

אאאWSauter Mean DiameterK

:4

אאאאW J،אא

J،אא J ،אא J K

Page 56: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٤٩ -

אW Jאא8W

( )271.0

/

13

1

3==

∑=

NT

npnn

v

DXD

Jאא9W

( )

( ) 314.0/

/3

1

3

1 ==

=

=NT

npnn

NT

npnn

s

DX

DXD

Jאא10K

108.0/

/

1

3

1

2

=⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

=

=

=NT

npnn

NT

npnn

L

DX

DXD

Jאא11W

( )645.0

/

1

1

==

∑=

NT

npnn

vs

DXD

אאאאא אאאאאא

،אאאאאאKאא

אאK אאאW

Page 57: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٠ -

J א א א K

JאאאאK Jא אא א Fאא

אKE JאאאאאK

אFאEאאאאאאאאא

אאאאK א א א א א

אאאאאאאאK

Page 58: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥١ -

אא אא

אKאאאאאאאKאאאאK אאאאאא

אאאאאK אאW

JאWאFMohr' s ScaleEאKאאאא،אאאאאא

אאאK JאאWאאאא

אאאK JאWאאאW5٪ J50K٪ Jא Jא

אWאאאאאאאאאאאאאאK

JאWאאאK

JאאWא JאאאWאאK

אW Jא

אאאFאEK

JאWאאאאאאK

Page 59: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٢ -

JאWאאאKאאאאאאK

JאWאאאאאאK

JאWאאאאאK אאאאW

JאאאWDodge،אStageאאאא Gyratory Crushers K

Jאאאאא Crushing Rollsא،א Disc Crusherאא،Hammer MillsאאאSingle

Roll CrushersK JאאאאאBall MillK

2-2WאאאGaw Crushers

אאא،אKאאאאא،

אאאאKאאאאאאא

אK

F١١EFאKE

Page 60: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٣ -

F١٢EFKE

אאאאFאEGyratory Crushers

אאאאאאא

אאאאאאאאK

F١٣EאFאאאKE

אאאW

אאKאא،אא

אאאאאא אאאאאאאK

אאאאאאאK

Page 61: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٤ -

אאאאאאW אאאא

א،אאאא،אא

אאאאK אאא

אאאאאאK אאאאאאאא

אאא،אאאאK

אאאא،אאאאאאאאאאא

אאאאKאאא،אא

אאאאK אאאW

אאאא ،אאאאא א12125א30٪ J50 ٪אאאK

אאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאK

Page 62: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٥ -

אאאאW אאאאאאא

אאFאאEאאאאאאאאKאאאא

K אאאאאאא

אאאאא אאאK

אאאאאW אאK

אאK אאאאאאאאא،

אא،אאאאאdXאאW

W X WאFmmE

C nWאאא אאאK אאdEאא dXא

אאXK n = 1אאאאאW

)13(2

1

2

1

XXLogK

XXCLnE K==

)12(nXC

dXdE

−=

Page 63: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٦ -

W KKZ אאאK

אK

אאאKאא

אK

אBONDאאאאn=105אW

)14(1X

KE B=

ZKBFאאאאאKE

אאאEiFkW.h/tonEאBondא80٪א 100 K

אאאBONDW

)15(1146.1 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−Ε=

FPi DDT

P

W אאFhpE ZP

אאאFton/minE ZT

אאאאFftZEPD

Page 64: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٧ -

אאאאאKאאאאאאאאאאא

אאאאאאW אEi = 9.45

א Ei =11.37 אEi = 8.23

אאEi = 14.3 אא1.34K

Page 65: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٨ -

אאF١E א10 tons/hrא80٪אאאא

3 in F76.2 mmEא80٪ 1/8 F3.175mmE ؟אאאאFEi =12.68E

אאF٢E

אאאאא0.75 in tons / hr 129.3 hp K אא0.2 in אאא

אא10א tons / hr אאאאא0.15 in ؟

אאF٣E

١אFאEאא؟ ٢؟א אא؟א؟٣ ٤אאאאCD؟ ٥אאFאE؟ ٦אא؟אאאא

אא؟ ٧אא؟אא ٨؟אאאאאאא ٩؟אאאא

אאא؟١٠ אאאא؟١١ אאאאא؟١٢ א؟אא؟١٣

Page 66: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٥٩ -

אאF١E אW

FD= 123

= 0.25 ft

PD = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

81

/ 12 = 0.0104 ft

iE = 12.68

T= 6010

= 0.167 minton

אא15W

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−∗∗=

25.01

0104.0168.1246.1

167.0P

∴P Z 24.1 hp = ( 17.96 kW ).

אאF٢E

Bond١٥אW

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ −=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

75.01

2.0146.1

123.9

iE

אאאW

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ −=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

75.01

15.0146.1

10 iEP

אאאW

( )kWhpP 63.723.10=

Page 67: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٠ -

אאF٣E

١אCg

mg،אC

P

g

gm×× ρ

ρ،אC

D

gAVC ρm

אאCDאאאVאPρאאρא،Aאא،gאאאא،

gCאאK ٢אא

אאאK ٣אאאאKאא

אאאאאאאאK

٤א CDאאאאאאאאאאאאאאFאא

אאEאאאאאאאאאאא

אK ٥אאאאא

אאFאEאאאK ٦אאאאאאא

אאאאאאאאאאאFאא

אאEאאK ٧אאאאאאאא

אK ٨אאאאאאא

אאאאאK

Page 68: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦١ -

٩אאאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאא

אאK ١٠אאK ١١אאאאאאאא

אאאאאאאאאאאKאאאא

אאאאאאאאאאאאKא

אאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאK

١٢אאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאK ١٣אאא

אאאאאK

Page 69: عمليات الفصل التطبيقي
Page 70: عمليات الفصل التطبيقي

אאאא

אאאא

א

א

٢

Page 71: عمليات الفصل التطبيقي
Page 72: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٢ -

Wאא אאK

אאW

אאאW ١K אאאK ٢K אאאK ٣K אאאאאאא

אאK ٤K אאאאאK ٥K אאאאK

אאאW

אא٨٠K٪

אאW אאK

אאW

אאאאאK

אאW ١ Jאא ٢ Jאאאא

Page 73: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٣ -

אאWDistillation א

אאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאא

K אאאאאFMiscible

LiquidsEאאאא–אאFMore volatileE–א،אאאאאאFLess volatileE

Kאא אאא،

אאFRelative volatileKE

אא Types of Distillation אאW

١K אאאא

אאK ٢K אExtractive Distillation אאאאא،

אאאאK ٣K אאאAzeotropic Distillation אאאאאK

אאW

Page 74: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٤ -

١K Binary Distillation אאK

٢K Multi-component Distillation אאK

אאW ١K Continuous Distillation

אאאאFאEאאאאK ٢K Batch Distillation

אאא،אאאK

אאאאW ١K אאFlash Vaporization

אאאאאאאKאאאא

FEquilibrium DistillationEאאאאאאאK

٢K אאDifferential Distillation אא،אאאK

٣K אאFractionation אאאא

אאאאאאאFRefluxEאאאאFRectificationKE

٤K אאSteam Distillation אאאא

אאאK

Page 75: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٥ -

אא Differential Distillation

אאאאאFBatch DistillationE אאאאאאא

אאאאK

(14) אאאאFaEFxmEאFbEאא

FybEאא אאאאאאאאא،Kאאאאא

א،אאאאאK

F١٤Eאא JK

Page 76: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٦ -

אאאDifferential Binary Distillation א(15)אאFwoEFxoE

אאאKאאא J Jאאאאאאא

אאאF∆yEאאאאF∆xKE אאאאאFWE

FxE Jאא FVE FyE J א FDE FyE.

F١٥Eאא

אאFlash Vaporization

אאFziE

אF١٦EאאאאאאאאאFyiEא

FxiEאאאFyi = kixiEאאK

Page 77: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٧ -

F١٦Eאא

F١٧Eאאא

אאאא א،אאאאא

אאFEquilibrium DistillationEאאאFSingle Stage DistillationEאאאFflashKE

אאאאאאאאאאאאאאאאאאFMulti Stage

DistillationEאאאאK

Page 78: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٨ -

א F١٧EאאFzEאFtEאFtfEאאFyE

FxEאאK אF١٧EאאאFtfEאאא

אאFtfEאFtbEאFtdEאאאK

td > tf > tb

אאאWאאאK

א א א אFPb Eא FPdEאאFPfEW

Pd < Pf < Pb

אאאאאא

אאאK אאאאאא

אθFV/FEאאאK

אאאContinuous Fractionation

אאאאאאא،אאאא

א،אאאאאK

אאאאא،אאאא

Page 79: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٦٩ -

KאאאאאאFFractionationKEאאאאKאF١٨Eאאאא

אא،אאאK

F١٨Eאא

אF١٨Eאא

אאאאאFFlash zoneEאFFractionating towerEא

אFRectifying sectionEאאFStripping sectionKE אאFRefluxEאא

אאאאאאאא،אאאאא

אאאאא،אאאאאא،א

FאאWRefluxEאFOverhead productKE

Page 80: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٠ -

אאאאאאאאFRectificationEאFFractionationEאאאFRectifying

sectionKE אאאאאFStripping sectionE

אאאאאאאאאFReboilerEאאFEאאאאא

אאFBottomKE אאאאאא

אאאאאאא،אאFTemperature gradientE

אאאאאאאאא

אאא،אאאאאאאאאאא،אאאאא

אאK אאאאאאא

אאאאאK אאאאאא

אFPacked towerKE אאאאאאFPlates or

TraysEאאאאFPlate or Tray towerKE אאאאאאאאאא

אא،אאK אאאא(Number of Transfer

Units, NTU)אא(Height of Transfer Unit, HTU)אאאאא(Continuously)אאאאאא

Page 81: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧١ -

אאאFDiscreteEFStagewiseE،אאאאאאאאאאK

אאאאאFractionation in Tray Towers אאאאאאא F١٩E

FT-X-YEאאK FzEאאאאא

א JFyEFxEאאאאאא

אאאאאאK

אאאאאאאאאאאא

אאK

F١٩Eאאאאא

Page 82: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٢ -

אאאאאFTubular heat exchangersEאאא

אKאאאאFTotal condenserEאFPartial condenserE

אאאאK אאאאאאאא

אאKאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאא

אאאK אאאK

אאאאאאאאאאא

אאאFאאKE אאאא

אFpartial reboilersE،אאאאKאאאFאאאE

אאאאאאאKאאאאאאא

אK

אאExtractive Distillation אאאאאא

אאאאאא،

Page 83: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٣ -

אאאאאאאאאK

אאאאאאKKאאאא

אאאא–אאFExtractive DistillationKE

אאאאא Jאאא JאK

Kאאאאאאאאאאאא

אK אThe process

א F٢٠Eאאאאא،אאא

F1.01EK

F٢٠Eאאא

Page 84: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٤ -

אאאאא

אKאאאאאאKאאא

אאאאאאK ،אאא

אאKאאאאאאאK

،،אאאאאאאאאK

אSeparation Equipment

אאאFTowers or ColumnsEאאאאא FPlate towersEאאFPacked towersEאאא

אאאאאאאאאאאאאאK

אFStageEאאFEquilibrium stageEאאאאאאאאאא

אאא،אאאאאK אאאאאא،אא

אאאאFStage-wise operationsKE

Page 85: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٥ -

אאאאאW

אאFSieve platesE

אא JFValve platesE

אאאFBubbles cap platesE

אאאא Jא Jאאאאאא

אאFDown comerEאאאאK

אאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאא

אאאK

F٢١Eאא

Page 86: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٦ -

F٢٢Eאא

אF٢١EאאאאKאF٢٢EאאK

אאאאאא

אK אא

אFHold down boltEאF٢٣EאאאאאאאאאK

Page 87: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٧ -

F٢٣Eאא

אאא אאאK

א F٢٤Eאאא(Slots)אאא

אא(Vapor riser)אאאאא (Slots)אאאK

F٢٤E

Page 88: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٨ -

F٢٥Eאא

אF٢٥EאאאאאאאאאאאאKא

אאאאאKKKאאאא אא

FWeirEאאFVapor riserEאאאאאK

אF٢٦EאאאאאאאאאאאאK

אאא،אאאאא א

FMulti pass flowEאאאK

Page 89: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٧٩ -

F٢٦Eא אאאאאא

אאאאאאאKKKאFEntrainmentKE

אאאאאKKKאאאKKK

Page 90: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٠ -

אאFFloodingEאאאאאאאאאאK

אאאW

١E אאאאאאאK ٢E א(Tower diameter) ٣E א(Tray diameter) ٤E א(Weir dimensions) ٥E א (Down comer dimensions) ٦E אא (Nmber of holes in the tray) ٧E א FHole diameterE ٨E אא(Distance between holes) ٩E א(Tray thickness)

אאאאא

אאאאאאאא،אאאאאא،אאאאאאאא

אא،אאאאא،אאאאאK

אאאאאאאאאאאאא،אאא

אא،א،אאאאאא

אאאאK

Page 91: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨١ -

אאאאאאאאא،א

אאאאאאאK

אאאאאאאFPlate EfficiencyKE

Page 92: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٢ -

אאWאא Centrifugal Separation Processes

אאאאFEא?Force Gravitational?אאאא

אF Fluid Eאאאא،אאאאא

אאאאאאאאK

אW ١ J אאאאאK ٢ Jאאאאאאאא

אאK אאאאא

אאאאאK

אאאאאאאא

אK אאאאאW

אאא،אאא

אאאאאאא(Centrifugal Force)אאאאא אאאאאאא،א

F٢٧EאK

Page 93: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٣ -

F٢٧EאאFWE،אFEאאא،אFE

אאאK אFEאאאא

אאאאאאאאאאאFEאאא،FE

אאאאאאאאאאK

Page 94: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٤ -

אא Equations for Centrifugal force אאאא?Acceleration?אאאW

)1(2rwa c = W אאאאW(m/s2) ac אאאW(m) r אאאFWangular velocity E(rad/s) w:

אאFc אאW )2(2mrwmaF cc ==

אא v Fm/sEwW

)3(rvw =

אאW

)4(22

rmv

rvmrF c =⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

אאא FN: rev/min E

W

)5(60

2 NW π=

)6(260

rvN

π=

אF٢EאF٥EW

)7(01097.060

2 22

mrNNmrF c =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

π

אאFgW

Page 95: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٥ -

)8(mgF g =

)9(22

gmw

mgmrw

FF

g

c ==

2WאF٥EW

)10(001118.0 2rNFF

g

c =

FcFgאאא F KKKKKKKKKאFE g forces KE

Page 96: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٦ -

אאW Equations for Rates of Settling in Centrifuges אאW

אאאאאאאאאאאKאF٢٨Eאא

אאאאאאא Vt (Terminal Velocity )

אאאא،אאbאאrBאא

אr2،אrB < r2אאאאא،אrB = r2אאאאK

אF٢٨EאאאK

אאFLaminar FlowEאVtאr W

)11(18

)( 22

µρρ rwD

v pPt

−=

Page 97: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٧ -

אW

)12(18

22)(

1

2

r

rLn

wpDPTt µ

ρρ −=

אW

)13()(18

22)( 21

22

1

2⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −

−= rrb

r

rLn

wpDPq πµ

ρρ

אאאאאאF13Eאאא،אאאאא

אK אאאאאאr1r2،

אאאאאאKאאאqc W

)14(2

1

22

)(

21

2218

)(⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

+

−= rrb

rr

rLn

wpcDPcq 2

µ

ρρ

אאאאאאאאאאאK

אאאW

)15(18

)( 222

PpP

t

rwDv Ψ

−= ε

µρρ

Page 98: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٨ -

אאאאא Centrifuge Equipment for Sedimentation אאא

אF٢٩Eא100 mm150 mmאאאF١٣٠٠

אE15000 rev/min،אאאאא75אmm)EאF60.000 rev/ minEאאא

Fultra-centrifugesE،אאאאאאאאאאאאאאא

אאK

אF٢٩Eאא

Page 99: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٨٩ -

אאאא אאאF٣٠Eאאאאא

אאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאKאאאא

אאאאאK

אF٣٠Eאא

Page 100: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٠ -

W אאאאאW 1 JאW

אאאאאאאF٣١Eאאאאאאאא

אאאאאאאאאK

אF٣١Eאאאא

אאאאאאW

אאאאאאאאF٣٢Eאאא

אאאאאאאאאאאא

K

Page 101: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩١ -

אF٣٢Eאאאא

אאאאאאW אאאא

אאאאאאא אאF٣٣Eאא

אאאאאאאאאאK

אF٣٣Eאא

Page 102: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٢ -

אאW אK

אאK אאאאK

אאאFאאאאKE אאW

F١EאK F٢EאאאאK F٣EאאאK

אאאאW אאאאK

אאאא

אאאאאאאאאא،

אאאאאאF٣٤Eאאאא

אאK

אF٣٤EאאW

Page 103: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٣ -

W ١ JאאאאK

٢ JאאאאאאאK

J אאאאK J אאאאאאK

٣ Jאאא53.34 m/sאא،r1 = 76.2mm

אאr2 = 305 mmKאאאאאאK אK

٤ J0.05 mmא،אא

א1050 kg/m3א1000 kg/m3א،0.0012 Pa.sKאWr1 = 5 mm،r2 = 30 mm،b = 100.1mmK

אאאK

٥ JאאאW r1 = 5 mm،r2 = 30 mm،b = 100.1mm،N = 2600 rev./minK

Page 104: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٤ -

אאWאExtraction אW

אאאאא،א

אאFאSolventEאאאאאאאאFExtractFEאEא

אאFSolventEאFraffinateKE אאאאאאא،א

א( Solvent Extraction)אאK אאW

١ J אFacetic acidEאאאאאFאאIsopropyl Ether Eא

א؟א،אאאאK

٢ J אאאאאאאאאאאאאK

אאאאאW J אאאא

J ،אאא J אאא

J–K J אאאאא J אא

אאאאאאא

אאF٣٥אKE

Page 105: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٥ -

FE

FE

F٣٥EאאFEאא،FKE

אא J Equipment of Liquid- Liquid Extraction

אא Jאאאאאא

אאאKאאאאאאאאאאאאאK

אאאW ١ JאאאאאK ٢ Jאאאא

אKאK

Page 106: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٦ -

אאאW JאMixer - Setter for Extraction

אאאאאאאאאאאאאאא

אאאF٣٦KE אאאאאאאK

FE FE אF٣٦EאאFWE،אFEK

Jאאאאאאאאאאאא Plate and Agitated Tower Contactors for Extraction

אאאאאאאאאאאאאאאאאאF٣٧KE

FE FE אF٣٧EאאFWEאאא،FEאאאK

Page 107: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٧ -

Jאאאאא Packed and Spray Extraction Tower

אא אא אא א א א אF٣٨אKE

אF٣٨Eאא

Page 108: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٨ -

3 JאאW אאאkg/hr 100 1 %

FEא200 kg/hr0.05 %אאK

אאא0.1 א %Kאאאאאא30%א؟

אאאאFXEאFYEW

X0.00101 0.00246 0.00500 0.007460.00988 0.02020

Y0.000806 0.0019590.0045400.009820.00904 0.01850

אW

אאאאK L * (X1-X2) = G *(Y1-Y2)

100(0.001-0.001) =200(Y1-0.0005) Y1= 0.0005

JאאאאFXEאFYEאFoperating LineEFEX2, Y2EFX1, Y1EאאאאK

Page 109: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ٩٩ -

אW אאא=4א

אאא=3.04

=13

Page 110: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٠ -

אאאWאאא Absorption of Gaze

א

אאאאאאאאאאא

אאאאאאאאKאאאאאK

אאא אאאאאאאאא

אאKאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאא

אאאאאK

אא אאאאא،

אאאאKאאאאאא

אאאאאאאאKאאאאא

אאאאאאאאאאא،אאאאאאאאK

אאאאאאאאאאא

אאאאK

Page 111: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠١ -

אאEquilibrium Between Liquid and Gas

אאאאאאאאאאאא

אאאאאאאKאאאאאאאאאאאאא

אאאאא F = C - P + 2

FWאאאאאK PWאאאK

CWאאK אאCO2אאאא،אא

FCO2،אא،אEאאאW F = 3 - 2 + 2 = 3

אאאאאאאאאאK

אאאאאאCO2אאFxAEאאCO2אאFyAEאאאא

KאאאאאאאאW

PA = H XA PAאאAאאK xAאאAאאK

אאHKאאאאxAאא

אאKאxAPAאאאאאאאאאאאKאאא

Page 112: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٢ -

אאאאK

אMechanism of absorption

אאאאאאFtow Film theoryEאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאא

אאאאאKאאאאאאאאאאאא،

אאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאF٣٩E

F٣٩Eאאאאא

CAi

CAL

PAf

PAi

Page 113: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٣ -

אRate of Absorption אאאאאא

אאאאאאאW

NA = kG (PAG - PAi) = kL (CAi- CAL)

NAאAFKmol \ unit Area unit timeE kGאאאאאK Fmol \ unit pressure unit Area unit timeE kLאאאאאK PAGאאאאאK

PAi אאאאאK CAiאאאאK CALאאאאK

אFPAG - PAiEאאאאאאאFCAi -CALEאאאאאאאאא

אאאאאF٤٠E

אF٤٠Eאאא

D

BPAG - PAi

APAG

PAi

PA א

א PAe

CAi - CAL

CAL CAi CAe

אאאא

א

Page 114: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٤ -

אא

G

L

ALAi

AiAG

kk

CCPP

=−−

אאאאאאאאא

אאG

L

kk−אאאBאא

kLkGאאאKאאאאאאW

NA = kG (PAG - PAe) = kL (CAe- CAL)

PAeאאאאאCALאאK

CAeאאאאאאא PAGK אאאאאFkC , kLEאא FkG , kLEא

( ) ( )( ) ( )

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

=∴

−=−=−=−=

AiAG

AeAG

GG

ALAeLAeAGG

ALAiLAIAGGA

PPPP

kk

CCkPPkcCkPPkN

11

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

+⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

=AeAG

AeAi

GAAG

AiAG

G PPPP

KPPPP

k11

Page 115: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٥ -

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

+=

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

+=∴

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

=

ALAi

AeAi

LG

AiAG

AeAi

ALAi

AiAG

LGG

ALAi

AiAG

LG

CCPP

KK

PPPP

CCPP

kkk

CCPP

kk

11

111

11

אאא

LGG

ALAi

eAAi

kH

kk

CCPP

H

+=

−−

=

11

אא

GLL kHkk111

+=

א

LG kH

k=

1

אאkGkLאאא kGkLאKא

אאאאאK

Page 116: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٦ -

אAbsorption Equipment אאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאK אאאPacked Columns

אאאאאאאאאK

אאאאאאאאאKא

אאאאאאאKאא

אאאאאאאא75 %אאא

אאF٤١EאאK

F٤١Eאא

Page 117: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٧ -

א אאאאאאאא

אאFRingsEאFBerl saddlesEאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאK

F٤٢Eאא א

אאאאאאKאא

אאאKאאאאאאאKא

אאאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאK

Page 118: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٨ -

אאאא Calculation of Height of Packed Columns

אאאאאאאאאd2F٤٣Eא

אאאאאאאאאאאאאאאאאאא

א

AVm dY = A Lm dX

AאK VmאאאאK LmאאFאאאEא

אK YאאאאאאאK

XאאאאאFאאאEאאK

אא

Vm A d Y = NA (a dV) = kG a (PAG - PAi) A d z =kLa (CAi - CAL) A d z

aאאאאאאאK dVא= Adz

אאאאאאאאאאאאאאאאK

Page 119: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٠٩ -

١ Jאאאאאא Height of Columns Based on Condition in Gas Film

( )

YPYP

AdzPPaKAdYV

AAG

AiAGGm

+=

−=

1

PאאאאK

( ) ( )( ) ( )

dZYY

YYaPK

VdZZ

dzYY

YYaPK

dzY

YY

YaPkdYG

Y

Y i

iZ

G

m

i

iG

i

iGm

∫∫ −++

==∴

⎥⎦

⎤⎢⎣

++−

=

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

−+

=∴

2

1

11

11

11

0

אא

)1(2

1

LL∫ −=

Y

Y iG

m

YYdY

aPKVZ

אY<1

٢ Jאאאאאא Height of Columns Based on Conditions in Liquid Film

( )

XCC

CdZCCakdXAL

AT

A

ALAiLm

=−

−=

CAאאאאאFאHאאאECTאאFאHאאאEאא

FאHאאאKE א

Page 120: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٠ -

( ) ( ) dZX

XX

XaCKdXLi

iTLm ⎥

⎤⎢⎣

⎡+

−+

=11

( ) ( )

)2(

112

10

LL∫∫ −==

⎥⎦

⎤⎢⎣

++−

=

X

X iTL

mZ

i

iTL

XXdX

aCkLdZZ

dZXX

XXaCk

٣ Jאאאאא

Height of Column Based on Overd אאאY-YiY-YeKGaKGaאאF١Eא

∫ −=

2

1

)3(Y

Y eG

m

YYdY

aPKVZ LL

אאאXi-XX-XeKLaKLaאאאF٢Eא

)4(2

1

∫ −=

X

X eTL

m

XXdX

aCKLZ LL

ZאאאאאאאKא

אאאK

אאאאאא Absorption of Dilute Gases אy=Y

אא ( )dZyyaAPKGMAdy eG −=∴

Page 121: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١١ -

521

21

22

11

LLxxyy

m

cxmy

cxmy

cxmy

ee

e

e

e

−−

=

+=

+=

+=

אאאאא

( ) ( )

( )

∫ ∫ −=

−−=

−=−∴

z y

y em

G

m

m

mm

yydydz

VaPK

yyLVxx

yyVxxL

0

11

11

2

2

)6(LL

y L

m

m L

V

V y1

x

x

1, m

m

Page 122: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٢ -

(6)

( ) ( )[ ]( )

( ) cyyLVxmy

cxmy

LmV

ycyyLVxmdy

yydy

m

m

m

m

y

y

y

y mme

−⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+−

+−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

=

−+−+=

−∫ ∫

1212

11

11

1

ln1

/

2

1

2

1

(5)(6)

( )

( ) ( )( )( )

( )

( )ln

ln

ln

ln

1

1

21

21

22

11

2211

21

2121

21

21

2112

11

21

21

21

21

eTG

m

e

e

e

ee

eee

e

ee

yyyy

aPKVZ

yyyy

yyyy

yyyy

yy

yyyyxx

xxyyyy

yy

yyxx

xxyy

−−

=∴

−−

=

−−

−−−

−=

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−

−−

−−

−−

−−

−=

( )ln21

eTL

m

xxxx

aCKLZ

−−

=

אאא(KGa)(KLa)KG kLaאאאאאאy2 y1x2 x1

10K٪

Page 123: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٣ -

F١FEE

אאאCO2אא1.333×104 paאא1.133×105 pa،אאא CO2303 kאxACO2؟א

P =H xA

1atm1.333×104 paPA =

105×1.325 = 0.1316 atm

5

4

4

1007.710186.0

1316.0

10186.0

−×=×

=∴

×=

Ax

fractionmolatmH

Page 124: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٤ -

F٢FEאאE אא0.03 kil H2Skilo molא

א،אH2S1%אאאאא300א kאא،אאYe = 2X،א

אאH2S0.013 k H2Skilo molא،אאא אW

١ JאאK

٢ JאאNOGא

אאy =Y

X 2 = 0

mLmV

1100

* 0.03

2Y

mLX10.013

mVY1

0.03

2 015.0smmolk

aPKsmmolk

G 04.0 2 =

( )eG

m

YYYY

aPKV

Z−−

= 21

( )eG

m

yyyy

aPKVZ

−−

=∴ 21

Page 125: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٥ -

Ye1 = 2 X1

= 2 x 0.013 Ye2 = 2 X2

= 2 x zero = zero

Vm = 0.015 k mol / sm 2

( ) ( ) ( )

( )

( )

OGOG

e

e

e

e

e

eee

NHZm

Z

YY

YYYY

YYYY

YYYYYY

×==

−=∴

==

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−=−∴

=−=−=−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−

−−−=−

8.700143.0

0003.003.004.0015.0

00143.059.2

0037.0003.0004.0ln

0003.0004.0003.0

004.0026.003.0

22

11

22

11

2211

= NOGאאK = HOGאאאאאאK

Page 126: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٦ -

21375.0

8.7

375.08.7

375.004.0

015.0

==∴

×=∴

==

=

OG

OG

G

mOG

N

N

m

aKV

H

Page 127: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٧ -

F٣FEאE 25 mol %אאאKא

אFאHאאE181.4 mol/h303 kא 1.013×105 paאאKאא

0.005א mol fract אא2 mol %K אW١ JאאאאK

٢ Jאא1.5אK אW

אאאאאאYא

אX

XXX

XXX

yyY

YYy

−=⇒

+=

−=⇒

+=

11

11

2XLm ,X2 = 0.005

X

mV Y1,

0.2511y =

XmL 1,

mV Y1,

y =2 0.02

Y

Page 128: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٨ -

( )11 ,YX

( X1- Y1 ) אFline operatingEאאאא

אאאאFX2 , Y2EאאLmאאאpאאאא

אF٤٣E

F٤٣E

אpאY-YeY-YiXe-XXi-XK

( ) ( )

( )m

m

m

m

mm

VLYXX

VLY

XXLYYV

11

11

+−=

−=−

y1

y2

x1 x1 max

x2

Page 129: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١١٩ -

אאא

אאאxA

אאאyA1 atm

0.01260.0151 0.01670.0201 0.02080.0254 0.02580.0321 0.0309 0.0390 0.04050.0527 0.05030.0671 0.07370.105 0.09600.145 0.1370.235 0.1750.342 0.2100.463 0.2410.597 0.2970.945

אאאאאאאאאא( X2, Y2 )אp

( X2, Y2 )אאאא

005.0 005.01

005.0 1

02.0 02.01

02.0 1

333.0 25.01

25.0 1

2

22

2

22

1

11

=−

=−

=

=−

=−

=

=−

=−

=

XXX

yyY

yyY

Page 130: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٢٠ -

L m \ V m )min( Vm = 0.98×181.4 = 177.8 k mol/h

א= 177.8 Lm=×الميل

Page 131: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٢١ -

א ١ JCO2FאEא303 k0.90×10-4kg CO2 /kg

waterא0.186 atm،אא CO2אאאא؟

٢ Jא0.254 mאאא293k101.3kpa،אאא4.88mאאFE3.30kg

mol/hy1 = 0.01053y2 = 0.0072x1 = 0.0072אFE =9.03kg mol/hאKGa؟

٣ Jאאאא0.015 mol fraction،א

א1%אאאאKאאאFE1kg/m2sאFE1.6kg/m2sKא

אye = 1.75xyeאאאאאxאא؟،אאא

Page 132: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٢٢ -

אאF١E

0.2032 mא1000 rev/minאW J؟אאאאאא

J ؟אאאאאא אאF٢E

אא؟אא١ ٢אא؟אאאאא

א؟ ٣אא؟אאא ٤אאא؟ ٥א؟אא؟אאאא ٦אא؟אאאאא ٧אאאאא؟א ٨אאאאא؟אא ٩אאאאא؟א

١٠؟אאאאא

Page 133: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٢٣ -

אאאF١E FWE אW

N = 1000 rev / min r = 0.2032/2=0.1016 m

אF10EאאאW

אFEW r = 0.2032 m

( )

.2.227

10002032.0001118.0 2

gravities

FF

g

c

=

∗∗=∴

אאF٢E

١אאאאאאאאאאאK

٢אאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאK אאאאא

אאאאאאאאאאK

٣אאאאאאאאאאאאאא

אאKאאאאאא

אאאאאאא

( )210001016.0001118.0 ∗∗=g

c

FF

Page 134: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٢٤ -

אאאאאאאאאאא؟אא

٤אאאאאאאאאא

אאאאאאK ٥אאאאאא

PA = H XA PAאאאA XAאאA Hאאאאאאא

אאאאאאאK ٦א

F = C – P + 2 CWא،א3 =אאאאא

אאא PWאאא،א2 =

F = 3 – 2 + 2 = 3 אFאאאאאאאE

3=אאאאאאאאאאאאאK

٧אאאאאאאאאK

אאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאK

Page 135: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא אא

- ١٢٥ -

٨אאאאאאאאא

אאאאאKאאאK ٩אאאא

אאאאKאאאאאאאאא

אאאK ١٠אאאאא

אאאאאאאאאא

אאאאאKאאאאאאאK

Page 136: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ אא אא

- ١٢٦ -

אא

1. GeanKoplise C., J, "Transport Processes and Unit Operations", Mc Graw-Hill Inc., USA, 1993

2. Mc Cabe W., Smith J., Harriot P., "Unit Operation of Chemical

Engineering" 4th Edt. , Mc Graw-Hill Inc., USA, 1985

3. Coulson J. M., Richardson J. E.," Coulson's Chemical Engineering

Series", 4th Edt, Vol.2, Pergamon Press, 1991

4. אא،אאא،٥٩٣٣א J١٩٩١

5. ،،،אא،א،א،אאא،אאא٢٠٠١א

Page 137: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ א אא

א

אאWאאSettling & Sedimentation ........................................... - ٢ -

אאא .................................................................................. - ٣ -

אEquipment for settling .................................................................... - ٩ -

אא .............................................................................- ١٣ -

......................................................................................................- ١٧ -

אאWא Filtration ............................................................................- ١٨ -

אConstant Rate Filtration ........................................................- ٢٣ -

א .......................................................................................- ٣٠ -

אW ......................................................................................- ٣٦ -

אאWאאא ..................................................................- ٣٧ -

- ٥٨ -.................................................................................................. F١Eאא

אאF٢E ..................................................................................................- ٥٨ -

אאF٣E ..................................................................................................- ٥٨ -

אאF١E ...........................................................................................- ٥٩ -

אאF٢E ...........................................................................................- ٥٩ -

אאF٣E ...........................................................................................- ٦٠ -

אאWDistillation ٦٣ -.......................................................................... א -

אא Differential Distillation .............................................................- ٦٥ -

אאFlash Vaporization ..................................................................- ٦٦ -

אאWאא ...................................................................- ٨٢ -

אא Equations for Centrifugal force .....................................- ٨٤ -

אאW Equations for Rates of Settling in Centrifuges.- ٨٦ -

אאאאא Centrifuge Equipment for Sedimentation ..- ٨٨ -

W ............................................................................................................- ٩٣ -

Page 138: عمليات الفصل التطبيقي

א ٢٥٦ א אא

אאWאExtraction .......................................................................- ٩٤ -

אאאW ...........................................................................- ٩٦ -

אאאWאא١٠٠ - ................................................................................ א -

.................................................................................................. - ١١٣ -

א .................................................................................. - ١٢١ -

אאF١E ............................................................................................... - ١٢٢ -

אאF٢E ............................................................................................... - ١٢٢ -

אאאF١E ........................................................................................ - ١٢٣ -

אאF٢E ........................................................................................ - ١٢٣ -

א١٢٦ - ........................................................................................................... א -

Page 139: عمليات الفصل التطبيقي
Page 140: عمليات الفصل التطبيقي