Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
В настоящее время существует целый ряд аппаратов для интенсификации процессов механической очистки, в частности, использующие действие центробежной силы. Наиболее распространены напорные гидроциклоны.
Напорный гидроциклон представляет собой аппарат, состоящий из цилиндрической части с примыкающей к ней снизу широким основанием конической части (рис. 5.6).
Очищаемая вода поступает под давлением через входной патрубок в верхнюю часть цилиндра и приобретает вращательное движение. При этом возникают значительные центробежные силы, под действием которых более тяжелые взвешенные частицы, содержащиеся в сточной воде, перемещаются от оси гидроциклона к его стенкам по спирали вниз и через шламовую насадку отводятся из аппарата. Более легкая взвесь движется во внутреннем спиральном потоке, направленном вверх, и отводится из гидроциклона через сливной патрубок.
Рис. 5.6. Напорный гидроциклон
Основными критериями, позволяющими судить о работе гидроциклонов, являются: производительность, крупность граничного зерна, степень очистки и потери воды через шламовое отверстие.
Под крупностью граничного зерна понимают размер частиц, которые, находясь в равновесии под действием центробежной силы и силы сопротивления жидкости, вращаются на определенном радиусе гидроциклона, а затем распределяются поровну между продуктами разделения. Все частицы большей крупности поступают в шламовый насадок, а меньшей – в верхний слив.
Эффективность работы гидроциклонов зависит от расхода и свойств осветляемой воды, концентрации взвешенных веществ в воде и их гранулометрического состава, плотности и вязкости воды, геометрических размеров аппарата и их соотношений: диаметра цилиндрической части D и её высоты hц; площади входного отверстия Fвх и диаметра сливной dсл и шлаковой насадок dп; угла конусности конической части a и её высоты hк.
Исходными данными для расчетных параметров гидроциклона являются: общий расход сточных вод Q0; фракционный состав загрязнений в исходной воде, концентрация взвешенных веществ в исходной k0 и осветленной воде kt.
Расчет гидроциклонов производят в указанной ниже последовательности.
1. Определяется требуемый эффект очистки в %
.
2. По фракционному составу загрязнений в исходной воде и требуемому эффекту очистки определяют требуемый диаметр граничного зерна dтр.
3. Задается диаметр гидроциклона D. Предварительно диаметр гидроциклона можно выбрать, исходя из заданной крупности разделения dтр и расхода сточных вод.
4. Производительность одного гидроциклона при оптимальных значениях диаметра питающего патрубка и давления на входе определяют по формуле в м3/ч
,
гдеk=1,5 2,5;
dвч - диаметр входного патрубка, см.
5. Число гидроциклонов в блоке находят по формуле
.
Полученное число n округляют до ближайшего целого n0, а затем уточняют производительность одного гидроциклона и давление на входе
,
.
6. Выбирают оптимальные геометрические размеры
диаметра сливного патрубка ;
диаметра шламовой насадки ;
угла конусности ;
высоты цилиндрической части ;
глубины погружения сливного патрубка .
7. Определяют расход, проходящий через сливной и шламовый патрубки в м3/ч
,
.
8. Находят скорость на входе и тангенциальную скорость у стенки гидроциклона в м/с
,
,
где Fвх и Fсл - площади выходного и сливного отверстий.
9. Рассчитывают тангенциальную скорость на радиусе сливного отверстия в м/с
,
где ;
- относительный радиус сливного отверстия.
10. Радиальную скорость на радиусе сливного отверстия гидроциклона при радиальной скорости у стенки находят по формуле в м/с
,
где - относительный радиус стенки конической части гидроциклона
.
11. Диаметр граничного зерна определяют по формуле в м
,
где - критерий Рейнольдса по частице
,
гдеn - коэффициент кинематической вязкости;
rтв и rж – плотность твердой и жидкой фаз;
С и n – постоянные величины, зависящие от области сопротивления:
если , то | C=24; | n=1 |
, | C=23,4; | n=0,723 |
, | C=7,8; | n=0,425 |
700 Re 106, | C=0,48; | n=0 |
, | C=0,18; | n=0 |
Диаметр граничного числа вычисляют методом последовательных приближений. В качестве первого приближения задаётся требуемый диаметр граничного зерна dтр.
12. При несоответствии полученного диаметра граничного зерна заданному изменяется диаметр гидроциклона D согласно равенству
,
и расчет повторяется.
В открытых гидроциклонах (рис. 5.7) тангенциальный впуск жидкости вызывает вращательное движение всего потока. При этом взвешенные частицы концентрируются в пристенной зоне и по образующей конического днища перемещаются к шламовому патрубку, а осветленная вода движется вверх к водосливу.
Открытые гидроциклоны отличаются большой производительностью, простотой конструкции, занимают малую площадь и не требуют затрат электроэнергии. Такие аппараты находят применение на станциях очистки бытовых сточных вод в качестве песколовок, для очистки производственных сточных вод в качестве сооружений грубой очистки.
Рис. 5.7. Открытый гидроциклон с периферийным водосливом
Дата публикования: 2015-02-22; Прочитано: 769 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!