ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет систем аэрации из "Очистка производственных сточных вод в аэротанках" Если решена задача выбора системы аэрации, то необходимо рассчитать выбранную систему на требуемую производительность по воздуху (кислороду) и обеспечение необходимых гидродинамических условий в аэротенке. Расчет системы заключается в определении количества аэраторов (если известна производительность каждого в отдельности), расстояния между ними и расположения в аэротенке. Естественно, что количество воздуха, подлежащего подаче в аэротенк, будет зависеть от коэффициента его использования (в свою очередь, зависящего от конструкции аэратора, режима его работы и гидродинамических условий), характера загрязнений, режима работы аэротенков и пр. [c.100] Таким образом, наиболее ответственным моментом в расчете необходимого количества воздуха является назначение коэффициентов, учитывающих конструкцию и глубину погружения аэратора, а также качество сточных вод, величина которых должна определяться экспериментально. [c.101] Зная общую потребность в воздухе, продолжительность аэрации и оптимальный расход воздуха через аэратор (зависящий от конструкции), можно определить количество аэраторов, подлежащее установке в аэротенке (так, например, для фильтросных пластин, применяемых в СССР, расход через одну пластину составляет 80—100 л мин). [c.101] После определения количества аэраторов решают вопрос о их расположении в аэротенке в зависимости от потребности в кислороде по его длине. При этом необходимо стремиться к равномерному распределению аэраторов по площади днища аэротенка, учитывая потребность в кислороде по длине аэротенка. [c.101] С точки зрения перемешивания жидкости в аэротенках известно, что при соблюдении минимальных интенсивностей подачи воздуха в аэротенке создаются благоприятные гидродинамические условия. Как правило, расход воздуха для целей аэрации значительно превышает расход воздуха на перемешивание, поэтому при расчете пневматических систем таких расчетов не проводят. [c.101] Расчет механических аэраторов осуществить значительно сложнее из-за большого разнообразия конструктивных решений и малой изученности. Исследованию механических аэраторов с целью разработки методов их расчета в последнее время уделяется много внимания как в отечественной, так и в зарубежной практике. Так, например, фирмами Лурги и Инфилько проведены исследования дискового аэратора, результатом которых явилась разработка типоразмеров аэратора диаметром 0,5 — 4,5 м. Однако фирмы не сообщают конструктивные параметры и режимы работы аэратора. [c.101] Расчет механических аэраторов представляет значительные трудности, так как малейшие изменения в конструктивном решении или в технологическом режиме приводят к существенным изменениям в показателях их работы. Сложность расчета механических аэраторов усугубляется еще и тем, что они являются локальными, поэтому вопросам перемешивания должно быть уделено серьезное внимание. [c.102] Перемешивание является диффузионным процессом, и его можно рассматривать как диссипацию энергии в турбулентном потоке. Происходит оно за счет вовлечения массы жидкости в процессе мас-сообмена, который по аналогии с процессом молекулярной диффузии называется волновой диффузией . В турбулентном потоке молекулярная диффузия играет весьма незначительную роль (для переноса энергии из ядра потока), и ею можно пренебречь. Основное перемешивание происходит вследствие волновых движений жидкости. Наиболее широкое распространение в теории перемешивания получили воззрения Холмогорова. [c.102] Используя теорию Холмогорова, Бэчелор теоретически показал, что коэффициент волновой диффузии, характеризующий степень турбулентности потока, пропорционален скорости диссипации энергии на единицу массы (или объема) жидкости Е и масштабу волны Ь, т. е. [c.102] Эта зависимость была подтверждена экспериментально Орло-бом, который для 105 турбулентных режимов получил значение коэффициента пропорциональности К = 0,0136. [c.102] Мощность, затрачиваемая на перемешивание жидкости, главным образом определяется такими параметрами, как диаметр мешалки d в м, скорость вращения п в об1сек, плотность жидкости р в кг м , динамический коэффициент вязкости [х в н-сек м , ускорение свободного падения g в м1сек . [c.103] Позднее, независимо от Уайта и Бреннера, к аналогичному уравнению пришли Романков и Павлушенко, давшие числовые значения коэффициента С и показателей хи у. [c.103] Для некоторых типов мешалок на основе обработки экспериментальных данных Раштон и др. получили численные значения коэффициента С и показателей степени х, у, а, Ь, с, й. Впоследствии зависимость этого вида была принята и другими исследователями. На потребление мощности мешалкой, как это следует из уравнения (IV. 14), оказывают влияние параметры мешалки, скорость ее вращения, размеры аппарата и свойства перемешиваемой среды. Нужно отметить, что в оценке степени влияния каждого фактора в отдельности на процесс потребления мощности среди различных исследователей отсутствует единое мнение. [c.103] Показатель степени 0,7 у члена п/пз взят по данным Раштона, так как авторы располагали данными только для 12 и 18 лопастей. Однако величина этого показателя, равная 0,7, вызывает сомнение известно, что одно и то же количество лопастей по-разному отразится на мощности, потребляемой аэраторами различных диаметров. Иными словами, количество лопастей должно быть связано с диаметром аэраторов. [c.104] Кроме того, наличие большого количества показателей степени и коэффициента С, которые должны быть определены экспериментально, не способствует облегчению задачи расчета мощности. Из уравнения невозможно выявить оптимальные параметры аэратора и их взаимосвязь. [c.105] Учитывая, что принцип действия большинства механических аэраторов аналогичен принципу действия центробежных насосов, более нецелесообразным является расчет мощности по основным показателям работы аэратора, а именно по количеству перекачиваемой аэратором жидкости и скорости ее выхода из аэратора (или напору, развиваемому аэратором). [c.105] Исследования проводились в диапазоне соотношений d/D = = V4 -I- V2 и Ый Vio о при числах Рейнольдса от 3-10 до 3-10 . Это означает, что количество жидкости, перекачиваемое аэратором, является функцией как параметров, так и режима работы аэратора (например, глубины погружения турбины, скорости ее вращения и др.). [c.105] Нетрудно показать, что эта формула получена Ван де Вассом в предположении, что радиальная составляющая скорости движения жидкости равна окружной скорости вращения мешалки, т. е. [c.106] Но количество перекачиваемой жидкости не зависит здесь от глубины погружения мешалки, а значение С дается лишь для некоторых фиксированных значений длины лопасти, что, конечно, является существенным недостатком формулы (IV.24). [c.106] Ро — плотность водовоздушной смеси. [c.106] Вернуться к основной статье