ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет и моделирование напорных гидроциклонов из "Очистка сточных вод в гидроциклонах" При проектировании гидроциклонных установок, предназначенных для механической очистки сточных вод, необходимо правильно подобрать типоразмеры аппарата, чтобы обеспечить заданную эффективность его работы при минимальных энергозатратах. [c.35] Из практики известны примеры, когда из-за неправильного подбора диаметра или недостаточного давления перед гидроциклоном установки не обеспечивали нужного эффекта осветления. В большинстве случаев такие просчеты связаны со стремлением упростить установки, уменьшив число аппаратов за счет использования крупных циклонов. Кроме того, ошибки в проектировании циклонов нередко связаны с недостаточностью исходных данных так, в распоряжении проектировщиков не всегда имеются сведения о гранулометрическом составе ГДП в осветляемых водах. В этом случае эффективность гидроциклона и его расходные характеристики принимаются ориентировочно, по каким-либо аналогам. [c.35] С другой стороны, ошибки в проектировании циклонов объясняются неточностью известных расчетных формул, которые в большинстве своем были получены применительно к процессам классификации в рудообогатительной промышленности, т. е. к условиям, сильно отлича ющимся от процесса очистки сточных вод. [c.35] В настоящее йремя наиболее полно изучена гидравлическая сторона работы гидроциклонов, а именно зависимость производительности этих аппаратов от их размеров и потери давления. [c.36] Рассматривая напорный гидроциклон как местное сопротивление на трубопроводе, производительность его можно рассчитать по формуле истечения из затопленного отверстия. [c.36] АН— перепад давлений между питающими и сливными патрубками, Па. [c.36] В этих формулах W — объемная доля шлама от общего расхода, е — основание натуральных логарифмов. [c.36] Приведенная выше зависимость довольно сложна и справедлива в узком диапазоне изменения параметров. Для случаев приближенного определения расходных характеристик гидроциклонов могут быть использованы более простые зависимости, например формула А. И. Поварова (1.22.) или Честона (1.23), приведенные в табл. 1.2. [c.36] Невозможность точного теоретического расчета гидравлического сопротивления напорных гидроциклонов вследствие сложности его гидродинамики вызывает необходимость тарировки образцов этих аппаратов. Поэтому серийные гидроциклоны, выпускаемые промышленностью, имеют расходные характеристики, обычно представляемые заводами-изготовителями в виде графиков или таблиц [35]. [c.37] Примечание. О — диаметр гидроциклона вх — диаметр впускной насадки о — диаметр сливной насадки Q — расход исходной воды 7п — расход шлама а — угол конической части Гвх — площадь сечения впускной насадки ДЯ — перепад давлений в гидроциклоне рт и рв — плотность соответственно твердой фазы и воды, г/см у ц — динамическая вязкость, сПз кт — коэффициент, учитывающий концентрацию ГДП и турбулентность (для разбавленных агрегатно-устойчивых суспензий и )=0,075м йт=0,04 при ) = 0,25—0,5 м йт = 0,02—0,03) а —коэффициент, учитывающий затухание тангенциальной скорости в гидроциклоне (приближенно а=0,45) б — граничная крупность задерживаемых частиц, мкм о — охватывающая гидравлическая крупность задерживаемых частиц — эмпирический показатель степени (и 0,8) Н— высота конической части К — коэффициент пропорциональности, равный 0,443. [c.39] Одна из первых зависимостей для оценки классифицирующей способности напорного гидроциклона получена Келсаллом [57]. На основании собственных экспериментальных исследований он предложил расчетную схему, основанную на сепарирующем эффекте, который проявляется в зоне или на поверхности нулевых вертикальных скоростей . В соответствии с этим Келсалл рассматривает равновесие двух сил, действующих на частицу ГДП только в радиальном направлении, т. е. силы, обусловленной действием потока жидкости, направленной к центральной оси гидроциклона, и центробежной силы, отбрасывающей частицы к стенкам аппарата. [c.40] Поваров [23] считает, что максимальную крупность частиц ГДП в очищенной жидкости можно определить, если принять, что движение частиц в центральном восходящем потоке происходит только в радиальном направлении. [c.41] Расчетный участок рабочей струи в этом случае ограничен цилиндрическими поверхностями, внутренней поверхностью с радиусом воздушного столба г и наружной с радиусом сливного отверстия г. В соответствии с принятой схемой в гидроциклоне могут быть задержаны частицы, продолжительность движения которых на пути г—г меньше или равна продолжительности движения жидкости в центральном восходящем потоке. Длина этого потока к составляет часть общей высоты аппарата. На основе этих предположений Поваровым получена зависимость (см. табл 1.2) для расчета граничной крупности задерживаемых в циклоне частиц, осаждение которых описывается законом Стокса (Ксз 1). [c.41] Обязательным условием применимости формул (1.27), (1.28) является беспрепятственное удаление шлама через нижнюю загрузочную насадку. При уменьшении сечения этой насадки сепарирующая способность гидроциклона падает, вынос взвешенных веществ с ос- ветленной водой увеличивается. [c.41] Справедливость предпосылок, принятых при выводе рассмотренных зависимостей для расчета сепарирующей способности напорных гидроциклонов, можно оценить, проанализировав экспериментальные данные по гидродинамике этих аппаратов. [c.41] В первую очередь следует рассмотреть поле центробежных сил в гидроциклоне, что дает возможность правильно выбрать расчетную схему. [c.41] Из выражения (1.33) следует, что в центральной части гидроциклона интенсивность центробежного поля значительно выше, чем на периферии. [c.42] Сравним гидравлические крупности частиц, которые могут быть выделены в пристенной и центральной зонах рабочей струи. Схема потоков и соотношение их размеров представлены на рис. 1.21. [c.43] Вернуться к основной статье