Расчёт и конструрирование устройств для ввода реагентов.

По [2] ввод коагулянта в трубопровод перед смесителями предпочтительнее осуществлять через трубчатые распределители. Степень неравномерности распределения расхода реагента (отношение минимального расхода через отверстие к максимальному) равная 0,9 достигается при истечении через отверстия распределителя под напором 2,6 м, коэффициент расхода составлял 0,87.

Ввод реагентов в виде суспензий осуществляется в трубопровод с помощью штуцера, введенного на 1/3 диаметра трубы со скосом конца штуцера под углом 45 - 60 град.

Предусматриваю ввод коагулянта в трубопровод после обходной камеры. Его диаметр определяю по формуле:

D_y=(4Q/πv)^0,5, где

Q - расход обрабатываемой воды, по заданию 17304 м³/сут или 0,2 м³/с;

v - скорость движения воды, примаю равной 1,0 м/с.

D_y =(4*0,2 / 3,14 / 1)^0,5 = 0,505 м.

Принимаю диаметр трубопровода D_y = 500 мм, тогда скорость движения воды в нем составит:

Определяю расход коагулянта для обеспечения заданной дозы:

q_к = л/ч = 0,1 л/с.

Проектом предусматриваю устройство из коллектора, расположенного снаружи трубопровода, и трёх распределительных дырчатых труб, вводимых в основной трубопровод через сальниковые уплотнения (рис.).

По [2] скорость движения жидкости в начале распределительных труб v_от должна быть равной 1,6 - 2,0 м/с (в курсовом проекте принимаю 1,6 м/с), в коллекторе v_к= 0, 8 - 1,2 м/с (в курсовом проекте принимаю 0,8 м/с). Принимаю условный диаметр ответвлений d_om =15 мм, тогда суммарный расход жидкости q в них должен быть не менее:

q =

Диаметр коллектора d_K определяю по минимальной скорости движения жидкости в нем, v_к = 0,8 м/с.

d_K = (4q/π v_к)^0,5 = [4 * 0,00085 / (3,14 * 0,8)]^0,5 = 0,037 м или 37 мм.

По сортаменту труб подбираю d_K = 32 мм, при этом v_к = 1,07 м/с

Потерю напора Нв отверстиях распределительных труб определяю по формуле из [4]:

Н = A v_к ²/ 2g +1,25A v²_от / 2g, где

А - коэффициент, принимаемый по [4] в зависимости от степени равномерности распределения воды дырчатыми трубами. При показателе равномерности 0,9 значение А= 10.

Н= 10 * 1,07²/ (2 * 9,81) + 1,25 * 10 * 1,6² / (2 * 9,81) = 2,21 м.

Суммарную площадь отверстий в распределительных трубах, f, найду по формуле:

, где

μ - средний коэффициент расхода воды, для малых отверстий в стенках труб принимаю по [2] равным 0,69.

Расположение ответвлений в трубопроводе предусматриваю следующим: центральная трубка располагается по центру, боковые на расстоянии 166 мм от нее (каждая трубка обслуживает полосу 166 мм). Площадь сегментов в трубопроводе D_y = 500 мм, обслуживаемых распределительными трубками: центрального - 818,6 см², боковых - 571,9 см². Принимаю три отверстия в центральной трубке и по два отверстия в боковых -всего n₀ = 7 отверстий. Определяю диаметр отверстий d₀:

d₀=

Длина центральной трубки 500 мм, отверстия в ней располага.: одно по центру, крайние на расстоянии 166 мм от центрального. Длины боковых трубок 472 мм, отверстия намеча. в 120 мм выше и ниже центральной линии трубопровода.

Для равномерной работы распределителя предусматриваю вместе с коагулянтом добавление воды из водопровода с расходом:

q - q_к = 0,85-0,144 = 0,706 л/с.

 

ВЫБОР И РАСЧЁТ СМЕСИТЕЛЯ

 

При оптимальном подборе смесителя можно обеспечить экономию до 30% коагулянта и повысить качество очистки воды.

Тип применяемого смесителя зависит от схемы водообработки. При двухступенном фильтровании целесообразно применять шайбовый смеситель.

 

Определяю диаметр трубопровода D подачи воды на фильтры из входной камеры. Скорость движения воды v в нем согласно [1] приму 1,0 м/с.

D = (4Q/7TV86400) ^os = (4 х 7500: 3,14 х 1 х 86400)⁰'⁵ = 0,333 м.

Принимаю трубопровод диаметром 500 мм, из стальных труб по ГОСТ 3262-75, тогда скорость течения воды будет равной:

м/с.

Потеря напора в смесителе h, при которой обеспечивается требуемое перемешивание воды и реагентов, должна составлять 0,3 - 0,4 м. Приму среднее значение, равное 0,35 м.

Определю коэффициент местного сопротивления £ который должна создать диафрагма в трубопроводе для обеспечения указанной потери напора:

£=2 g h / v²= 2*9,81*0,35 / 1,02²= 6,6

£, диафрагмы определяю по выражению:

£ = , где

ω₁ - площадь поперечного сечения трубопровода в месте установки диафрагмы;

ω_о — площадь поперечного сечения диафрагмы;

е- коэффициент сжатия струи, определяемый по формуле:

е = 0,57+0,043 /

Значения £ вычисленные по выражениям выше, приведены в таблице ниже:

	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
£	235,49	50,28	19,26	8,38	4,47

Проинтерполировав, принимаю = 0,45, значение £ при этом равно 6,6, потеря напора в смесителе h составит:

м.

Внутренний диаметр диафрагмы d_d определяю из выражения:

d_d=0,5⁰⁵D = 0,5^0,5*0,5 = 0,354 м = 354 мм.

 

РАСЧЁТ ВХОДНОЙ КАМЕРЫ

 

Контактные префильтры применяются для предварительной очистки воды перед скорыми фильтрами. Перед ними устраиваются входные камеры.

Для предотвращения засорения распределительных систем перед подачей вода должна быть пропущена через сорозадерживающие устройства (по данным для выполнения курсового проекта это будут микрофильтры).

По заданию, вода содержит планктон более одного месяца в году, в количестве:

s = 1500 кл/мл = 1500000 кл/л. По [9] если s > 1000000 кл/л более одного месяца в году, то необходимо применять микрофильтры.

По расчётной производительности сооружений 17304 м³/сут. по [4] подбираю микрофильтры марок МФМ 1,5 х 1,9 для очистки поверхностных вод, содержащих планктон.

Их характеристики:

характеристика	МФМ
размеры барабана (диаметр х длина)	1,5 х 1,9
Номинальная мощность электродвигателя, кВт	2,2
Масса, т	2,2

 

Согласно [1] назначаю 3 рабочий и 1 резервный МФМ 1,5 х 1,9. Они будут распологаться во входной камере, состоящей из 4 отделений.

Проектирую установку микрофильтров в железобетонной камере, состоящей из подводящего канала, двух отделений сеток и сборного канала очищенной воды. Ширину подводящего канала В_кс (в чистоте) принимаю 0,7 м по [2], длину ячейки сеточного отделения L_co, на 1,6 м больше длины барабана L_co = 1,9 + 1,6 = 3,5 м, ширину отводящего канала В_кос (канал фильтрованной воды) также 0,7 м, толщину стен b = 0,3 м (рис.). При этом длина камеры составит:

L_камеры = b + B_кс + b + L_со + b + В_кос + b = 0,3 + 0,7 + 0,3 + 3,5 + 0,3 + 0,7 + 0,3 = 6,1 м.

Ширину ячейки сеточного отделения принимаю на 1,6 м больше диаметра фильтра, т.е. В_со 1,5 + 1,6 = 3,1 м, тогда ширина камеры будет:

 

В_камеры = b * 5 + B_со * 4 = 0,3*5+3,1*4=13,9 м.

Высота стен камеры Н будет превышать глубину воды Н_в в подводящем канале на 0,5 м. Глубина воды в сеточном отделении определяется степенью погружения фильтра в воду (0,7 D), а также расстоянием от его днища до пола камеры, принимаемым равным 0,5 м. Высота слоя воды в подводящем канале больше, чем в сеточной ячейке на величину потерь напора в микрофильтре м. Вычисляю ее значение по выражению:

Н = 0,67 D + 0,5 + 0,5 + 0,4 = 3,0 м.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: