Расчет циклона. Задание 2. Занятие 2 Расчет напорного гидроциклона
 Скачать 44.16 Kb.
|
|
Практическое занятие № 2 Расчет напорного гидроциклона. Цель работы: приобретение навыков расчета напорного гидроциклона для очистки сточных вод. Задание: рассчитать конструкцию напорного гидроциклона по индивидуальному варианту. Исходные данные по индивидуальным вариантам представлены в таблице 1 . Таблица 1 – Исходные данные
Расчет Напорный гидроциклон представляет собой аппарат, состоящий из цилиндрической и конической частей (рисунок 1).  Сточная вода под давлением поступает по тангенциально расположенному вводу в верхнюю часть цилиндра и приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил твердые частицы перемещаются к стенкам аппарата и концентрируются во внешних слоях вращающегося потока. Затем они перемещаются по спиральной траектории вдоль стенок гидроциклона вниз к выходному патрубку. Очищенная вода удаляется через верхний патрубок. Конструктивные размеры напорных гидроциклонов подбирают в зависимости от количества сточных вод, крупности задерживаемых частиц δ и их плотности. Для выделения из сточных вод мелкодисперсных механических примесей и сгущения осадка рекомендуется применять напорные гидроциклоны, представленные в табл. 2: Таблица 2 – Основные размеры
Для выбора типа гидроциклона, представленного в таблице 2, можно воспользоваться рекомендациями (таблица 3). Таблица 3 – Типы гидроциклонов
Производительность напорного гидроциклона Qпит, м3/ч, при выбранных геометрических размерах определяется по формуле:
где dпит, dсл – диаметры патрубков для подачи сточной и слива очищенной воды (табл. 2), мм; ΔP – потери давления в гидроциклоне, ΔP = 0,1- 0,2 МПа. g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2. Выбираем ГН-25 для заданного варианта. Тогда:
Число гидроциклонов принимается в соответствии с соотношением. Тогда: n = Q/Qпит =3,8 / 0,57 =6,66 или 7 штук Скорость осаждения (гидравлическую крупность) частиц wo, мм/с, находят по упрощенной формуле:
где D – диаметр цилиндрической части гидроциклона (табл. 2), м; Q – Производительность гидроциклона (табл. 1), м3/с; k – Коэффициент, учитывающий влияние концентрации примесей и турбулентность потока; для агрегативно-устойчивых суспензий с небольшой концентрацией k = 0,04; а – коэффициент, учитывающий затухание тангенциальной скорости, а = 0,45. Тогда:
Расход шлама Qшл , м3/ч, определяют по формуле:  , (3)где dпит – диаметр патрубка для подачи сточной воды (таблица 2), мм; dшл – диаметр патрубка для удаления шлама (таблица 2), мм; dсл – диаметр патрубка для слива очищенной воды (таблица 2), мм; D – Диаметр цилиндрической части гидроциклона (таблица 2), мм; Нц – высота цилиндрической части гидроциклона (таблица 2), м; α – угол конусности конической части гидроциклона (таблица 2), град; Рпит – давление на входе в гидроциклон (таблица 1), МПа. Тогда:  Итоговые конструктивные размеры сведем в таблицу:
Контрольные вопросы: Типы гидроциклонов. НАПОРНЫЕ ГИДРОЦИКЛОНЫ Напорные гидроциклоны имеют классический вид. Это установка, имеющая замкнутый конусообразный корпус. Ввод воды в корпус гидроциклона осуществляется тангенциально. Выгрузка примесей происходит через сливной патрубок в специально оборудованный в нижней части гидроциклона грязесборник, который необходимо выгружать по мере его накопления. С внутренним уже чистым потоком через выходной патрубок выходит очищенная вода. Вода в гидроциклон подается под давлением, что увеличивает скорость отделения примесей от воды. БЕЗНАПОРНЫЕ ГИДРОЦИКЛОНЫ Безнапорные гидроциклоны используются для отделения легких фракций нефтепродуктов и растворов, имеющих значительное количество коагулированных взвешенных частиц.Подобные установки отличаются открытой конструкцией. Отвод загрязнений также выполняется из вершины конуса. Отвод чистой воды выполняется через систему переливных лотков в верхней части корпуса. ПЕСКОЛОВКИ Разновидностью гидроциклонов являются песколовки. Они предназначены для удаления песка из потока воды. По характеру движения очищаемого потока различают вертикальные, горизонтальные и круговые установки. Песколовка рассчитывается и проектируется таким образом, чтобы обеспечить оптимальную скорость потока воды, при которой в осадок выпадает песок, а легкие органические загрязнения уходят на дальнейшую ступень очистки. Основная область использования песколовок – предварительная ступень очистки перед отстойниками и локальные сооружения для очистки ливневых и талых вод. Достоинства гидроциклонов. Гидроциклоны успешно применяются во многих отраслях промышленности и показывают хорошие результаты. Их достоинством являются небольшие размеры, эффективность работы, несложная конструкция и возможность объединения аппаратов в один большой комплекс (мультигидроциклон). Но в таком простом по конструкции аппарате протекает сложный гидродинамический процесс. Режим течения жидкости в аппарате носит турбулентный характер, поэтому возникает явление, называемое турбулентная диффузия, которая сильно влияет на разделяющую способность гидроциклона. Поэтому необходимой задачей является расчет эффективности турбулентной сепарации гидроциклона при разделении дисперсных сред. Дайте понятия процессов коагуляции и флокуляции. Коагуляция. Это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Эффективна для удаления коллоидно-дисперсных частиц, т. е. частиц размером 1-100 мкм. Может происходить самопроизвольно или под влиянием хим. и физ. процессов. В процессах очистки СВ коагуляцией происходит под влиянием веществ – коагулянтов(соли алюминия, железа или их смеси). Выбор зависит от его состава, физ.-хим. свойств и стоимости, концентрации примесей в воде, от рН и солевого состава воды. Коагулянты в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение. Флокуляция - это процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. В отличие от коагуляции при флокуляции агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в результате взаимодействия молекул адсорбированного на частицах флонта. Флокуляцию проводят для интенсификации процесса образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа с целью повышения скорости их осаждения. Использование фло-нтов позволяет снизить дозы коагулянтов, уменьшить продолжительность процесса коагуляции и повысить скорость осаждения образующихся хлопьев. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
,
,