МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОБОРУДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Расчет решеток

При расчете решеток определяют их размеры, количество улавливаемых загрязнений, потерю напора.

Скорость расхода сточной воды между стержнями решетки принимается равной 0,8 – 1,0 м/с. Максимальный удельный расход сточной воды равен

m_max,СВ = ,

где К_Н – коэффициент неравномерности, V_с.с. – среднесуточный расход СВ, м³/сут, 8,64×10² – коэффициент перехода от суток к с.

Общая ширина решетки равна

В_р = d(n – 1) + bn,

где d – толщина (диаметр) стержней, b – ширина прозоров, n – число прозоров.

Площадь живого сечения решеток рассчитывается по формуле

S_сеч = V_max/v_СВ,

где V_max – максимальный секундный расход СВ через решетку, v_СВ – скорость СВ.

Число прозоров решетки рассчитывается из соотношений

n = V_max/(bh v_СВ)

или

n = ,

где h – глубина воды перед решеткой.

Потеря напора в решетке равна

h_p = z r_Н,

где z - коэффициент гидростатического сопротивления, r_Н – коэффициент, учитывающий потерю напора в результате засорения решетки, обычно принимаемый в пределах 2…3.

z = b( )^4/3sin a,

где d и В_р – определены выше, b - коэффициент, учитывающий форму стержней. Он обычно принимается равным для стержней: 2,42 – прямоугольных; 1,83 – овальных; 1,79 – круглых. a - угол наклона решетки к горизонту.

Расчет первичных отстойников

Исходные данные для расчета – объем сточных вод в отстойнике, начальная (С_Н) и конечная (С_К) концентрация взвешенных частиц или необходимый эффект (Э) осветления

Э = (С_Н - С_К)/С_Н.

Скорость осаждения в отстойниках равна

v_ос = - w,

где k – коэффициент, определяемый типом отстойника, конструкцией водораспределительных и водосборных устройств. Обычно он принимается равным для отстойников: 0,35 – вертикальных; 0,45 – радиальных; 0,50 – горизонтальных; 0,85 – с вращающимся сборно-распределительным устройством. h₁ – глубина проточной части нейтрального слоя до уровня воды, м. a - коэффициент вязкости СВ, являющийся функцией ее температуры. t - продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды (высотой) СВ h (~ 0,5 м). w - вертикальная турбулентная составляющая скорости движения СВ в отстойнике, соответствующая горизонтальной составляющей скорости СВ, мм/с. n – коэффициент, определенный свойствами дисперсной фазы (источник данных – Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. – М.: Стройиздат. – 1975. – 89 с.).

Зная скорость осаждения дисперсной фазы v_ос, мм/с и V_max, задаются горизонтальной скоростью потока СВ (v_гор обычно 5…20 мм/с) и оценивают высоту h₀ (по каталогу), длину L₀, ширину В₀ и радиус R₀ отстойника.

R₀ = ,

v_СВ – вновь скорость осаждения или гидравлическая крупность; k – коэффициент, являющийся функцией типа отстойника.

Для горизонтальных отстойников

L₀ =

В₀ = .

После этого проверяют фактическую скорость СВ в проточной части отстойника. Для горизонтального отстойника

v_факт = V_max/B₀h₁.

Для радиального отстойника

v_факт = V_max/pRh₁.

Если v_факт и v_гор различны, уточняют L₀, R₀ и v_факт. Массу m_ос и объем V_ос выгружаемого осадка рассчитывают с использованием зависимости

m_ос = С_НЭ v_СВ

V_ос = ,

где Н_ос – влажность осадка, %, r_ос – плотность осадка.

Расчет гидроциклонов

Эффективность работы гидроциклонов зависит от расхода осветляемой СВ, концентрации дисперсной фазы (взвешенных частиц) С_Н, их фракционного состава и плотности, динамической вязкости СВ, геометрических размеров аппарата: диаметра цилиндрической части D_ц, ее высоты h_ц, площади сечения входного отверстия S_вх, диаметра сливной d_сл и шламовой d_шл насадок, угла встраивания конической части a_к и ее высоты h_к.

Эффективность очистки вновь рассчитываем по формуле

Э = .

По фракционному составу загрязнений и требуемой эффективности очистки выбирается диаметр граничного зерна d_гр (дисперсная фаза с диаметром которого она не задерживается), производительность гидроциклона по СВ, v_1,СВ (на один циклон) и его диаметр D_ц.

d_вх = (0,1…0,4)D_ц

d_к = 10…30⁰ в зависимости от типа гидроциклона (по каталогу). Высота цилиндрической части

h_ц = (1…2)D_ц.

Глубина погружения сливного патрубка

h_сл = (0,15…1,0)D_ц.

Производительность одного гидроциклона по сточной воде рассчитывается по формуле

v_1,СВ = k₂d ,

k₂ – коэффициент, принимающий значения в интервале 1,5…2,5 Р_вх – входное давление СВ, изменяемое в пределах (0,3…2,5)×10⁵ Па. Требуемое число гидроциклонов (n) равно

n = v_общ/ v_1,СВ,

где n – округляют до целой цифры.

v_1,СВ = v_общ/n.

Р_вх = .

Расходы:

через сливной патрубок:

v_сл = v_1,СВ ;

через шламовый патрубок:

v_шл = v_1,СВ .

d_сл и d_шл – определены выше.

Скорости на входе СВ (v_вход) и тангенциальная (v_tg) у стенки равны:

v_вход = ,

v_tg = 0,94 v_вход ,

где S_вх и S_сл – площади входного и сливного отверстий.

Тангенциальная скорость на радиусе сливного отверстия (v_1,tg) равна

v_1,tg = v_tg ,

где А = 0,55(d_вх/d_сл)² - 1; r = r_сл/R; r - относительный радиус сливного отверстия; R_сл – его истинный радиус.

Радиальная скорость СВ на радиусе сливного отверстия (v_r,сл) рассчитывается с использованием зависимости

v_r,сл = v_r,0 ,

v_r,0 = (0,25…0,30) v_tg,

r = 1 – 0,5(1 - 2 r ) tg(a/2).

Диаметр граничного зерна равен

d_гр = [r_жd_сл/(r_тв - r_ж)],

Re = v_r,сл/n,

где n - кинематическая вязкость жидкости, С – константа, равная:

Re £ 1, С = 24;

1 < Re £ 50, C = 50;

1 < Re £ 50, C = 50;

700 < Re £ 2150, C = 0,48;

Re > 2 × 10⁶, С = 0,8.

Re – критерий Рейнольдса, определен ранее.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: