ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Факторы, влияющие на работу механических и комбинированных аэраторов из "Очистка производственных сточных вод в аэротанках" Принцип действия механических аэраторов основан на перекачивании значительных расходов жидкости и создании специально направленных потоков, вовлекаюших воздух из атмосферы и перемешивающих все содержимое резервуара. Это означает, что механический аэратор должен соединять в оптимальном соотношении два принципа вовлечение воздуха в жидкость и перемешивание ее. Рассмотрим, как осуществляются эти принципы в работе механического аэратора. [c.90] Жидкость, выбрасываемая лопастью в виде струи, вовлекает воздух из атмосферы в окружающую аэратор жидкость. Встречая сопротивление жидкости вокруг аэратора, воздух дробится на мелкие пузырьки, увлекаемые потоком в глубь аэротенка, вследствие чего жидкость насыщается кислородом. Таким образом, принцип действия механических аэраторов основан на использовании явления вовлечения воздуха движущейся струей воды. Это явление известно в гидравлике с давних пор и особенно ярко наблюдается при гидравлическом прыжке, имеющем место, например, в нижнем бьефе плотины. Однако до настоящего времени, несмотря на широкую известность этого явления, не найдена точная зависимость количества вовлекаемого воздуха от различных факторов, воздействующих на поток. [c.90] Как видно из уравнения (П1.41), с увеличением вязкости жидкости минимальная скорость, при которой начинается вовлечение воздуха, уменьшается, т. е. процесс вовлечения воздуха начинается ранее. Размер пузырьков воздуха и частота их образования зависят от скорости движения струи и ее диаметра. Увеличение диаметра струи, или скорости движения, при том же диаметре приводит к увеличению частоты образования и уменьшению размера пузырьков, т. е. к усилению процесса вовлечения воздуха в жидкость. [c.91] Более подробно сам механизм процесса вовлечения был описан Мак-Карти и др. Они показали, что при низких скоростях падения струи в жидкость у места падения струи образуется выпуклый мениск, т. е. поверхность жидкости как будто приподнимается в этом месте навстречу струе. С увеличением скорости струи мениск исчезает, а на его месте образуется вогнутость, которая становится как бы воздухопроводящей трубкой, когда начинается процесс вовлечения. В начале процесса степень вовлечения воздуха колеблется в очень широком диапазоне. При дальнейшем увеличении скорости струи поверхность ее становится крайне нерегулярной и вовлечение воздуха происходит в весьма сложной форме по принципу эжекции, причем преобладает явление защемления воздушных пузырьков между струей и стенками вогнутости. При этом степень вовлечения воздуха довольно постоянна и не подвержена колебаниям. Превышение этой скорости приводит к полному разрушению поверхности вогнутости, а вовлечение воздуха происходит вследствие образования воздушных полостей и защемления воздуха около каждой отдельной капли падающей жидкости, что приводит к резкому усилению процесса вовлечения воздуха. [c.91] Количество воздуха, вовлеченное потоком, пропорционально расходу жидкости, параметрам потока (которые, кстати, определяют и площадь контакта с воздухом), т. е. [c.92] Уц — периферийная скорость вращения аэратора в м сек т — показатель степени, равный около 1,4. [c.92] Анализ уравнения позволяет сделать заключение, что при соблюдении условия обеспечения доступа воздуха в зону действия аэратора количество вовлекаемого в жидкость воздуха является функцией расхода потока и скорости его выхода из аэратора т. е. [c.92] Такими же параметрами определяются и затраты энергии на работу аэратора, т. е. [c.92] На работу механического аэратора с этой точки зрения Весьма существенное влияние оказывают параметры аэратора (количество лопастей или лопаток, их размер), режим работы (глубина погружения, скорость вращения аэратора), геометрическая форма и параметры резервуара. [c.93] Скорость вращения аэратора весьма существенно отражается как на окислительной способности аэратора, так и на эффективности его работы. На рис. [c.93] Глубина погружения зависит от конструктивного исполнеиия аэратора и связана, как это видно из рис. 111.23, со скоростью вращения. Так, например, для аэратора Симплекс выступающая над уровнем жидкости в аэротенке часть конуса составляет 0,5 см. Для дискового аэратора глубина погружения диска составляет 8—10 см. Вообще глубина погружения в жидкость определяется из условия обеспечения связи ротора с воздухом атмосферы и необходимого захвата массы жидкости. [c.94] Как и у пневматических аэраторов, взаимное расположение механических аэраторов также оказывает существенное влияние на их работу, потому что поток жидкости, образуемый аэратором, будет воздействовать на поток жидкости, вызываемый соседним аэратором, и будет либо ослаблять, либо усиливать его влияние. Поэтому расстояние между аэраторами должно быть таким, чтобы их влияние друг на друга не сказывалось в сильной степени. С этой же целью иногда аэраторы устанавливают так, чтобы они вращались в разные стороны (рис.111.25), что, однако, не является целесообразным. Для исключения взаимного влияния аэраторов их следует располагать на расстоянии четырех-пяти диаметров друг от друга. При этом следует стремиться к тому, чтобы зона, обслуживаемая одним аэратором, представляла собой квадрат в плане. [c.94] Вернуться к основной статье