|
разделения и соблюдать необходимые санитарно-гигиенические
нормы;
возможность
применения
в
непрерывных
замкнутых
технологических циклах и в безотходных производствах с
обеспечением
сравнительно
высокого
качества
разделения
смесей [3].
К основным недостаткам гидроциклонных аппаратов можно отнести:
1)
эрозионный износ внутренних поверхностей при длительной
эксплуатации (разделение систем с твѐрдой фазой);
2)
изменение показателей разделения при колебаниях концентрации и
состава дисперсной фазы на входе аппарата;
228
ПРОТЭК’21 ITE’21
3)
невозможность получения чистого осветлѐнного продукта, особенно
при разделении систем с малой разностью удельных весов и низкой
дисперсной фазой [3].
Для расчѐта геометрических параметров гидроциклона примем требуемую
производительность системы очистки для данного предприятия, составляющую
3 м
3
/ч и соответствующую выпадению 30 мм осадков в сутки.
Рис. 1. Схема гидроциклона:
D – диаметр гидроциклона; H – длина гидроциклона; H
1
– высота цилиндрической части;
H
2
– высота конической части; d
p
– диаметр разгрузочного отверстия; d
c
– диаметр сливного
патрубка; d
n
– диаметр питающего отверстия гидроциклона;
– угол конусности
1. Диаметр питающего отверстия гидроциклона найдѐм из формулы,
полученной А. М. Мустафаевым и Б. М. Гутманом для определения
производительности гидроциклонов небольшого диаметра с углом конусности
= 12
о
при очистке сточных вод от взвешенных веществ:
d
n
=
𝑄
40 𝑝
вх
=
50
40 1
= 1,12 см = 11,2 мм,
где р
вх
= 100 кПа = 1 атм – это давление воды на входе в гидроциклон,
которое создаѐтся насосом.
2. Диаметр гидроциклона:
D = d
n
(3,5
7) = 11,2(3,5
7) = 39,2
78,4 мм.
Примем D = 60 мм.
229
ПРОТЭК’21 ITE’21
3. Диаметр сливного патрубка:
d
c
= D (1/2
1/4) = 60(1/2
1/4) = 30
15 мм.
Примем d
c
= 20 мм.
4. Диаметр разгрузочного отверстия найдѐм из условия, что отношение
d
p
/
dc
= 0,3
0,4 считается оптимальным:
d
p
= d
c
(0,3
0,4) = 20(0,3
0,4) = 6
8 мм.
Примем d
p
= 7 мм.
5. Угол конусности примем
= 120, так как для осветления обычно
принимают
= 9–150º.
6. Длина гидроциклона H состоит из высоты цилиндрической части H
1
и
высоты конической части H
2
:
H = H
1
+ H
2
.
Длина цилиндрической части примерно равна диаметру цилиндрической
части гидроциклона. Примем H
1
= D = 60 мм.
Длину конической части можно найти как частное от деления радиуса
цилиндрической части гидроциклона на тангенс половины угла конусности:
H
2
= (D/2)/(tg
/2) = (60/2)/(tg6)
285 мм.
H = H
1
+ H
2
= 60 + 2865 = 345 мм.
Выбор числа гидроциклонов в системе очистки определяется максимально
возможным количеством выпадения осадков. Суточный рекорд выпадения
осадков в Москве (на метеостанции ВДНХ) составляет на сегодняшний день
88 мм. Но так как в последнее время наблюдается тенденция частого
обновления рекордов суточного выпадения осадков, необходимо учесть это при
определении числа гидроциклонов.
С учѐтом всего вышеизложенного, примем количество гидроциклонов в
системе очистки равным четырѐм при производительности одного
гидроциклона равной 3 м
3
/ч и соответствующей выпадению 30 мм осадков в
сутки. При этом новая система будет рассчитана на выпадение 120 мм осадков
в сутки. В штатном режиме в системе работает один гидроциклон. При
выпадении большого количества осадков и заполнении аккумулирующей
ѐмкости до определѐнного уровня, датчик уровня даѐт сигнал на подключение
дополнительных гидроциклонов.
Рассчитаем тангенциальную и радиальную скорости жидкости в
гидроциклоне и фактор разделения.
Исходные данные:
угол конусности
= 120 = 0,21 рад;
диаметр сливного патрубка dс = 20 мм = 2 см;
диаметр гидроциклона D = 60 мм = 6 см;
230
ПРОТЭК’21 ITE’21
диаметр питающего отверстия d
п
= 11 мм = 1,1 см;
площадь питающего отверстия S
п
=
d
n
2
/4 =
1,1 2/4
0,9 см
2
;
производительность гидроциклона Q = 3 м
3
/ч = 50 л/мин = 833 см
3
/с;
радиус коаксиального сечения (обычно принимается равным радиусу
сливного патрубка)
Do'stlaringiz bilan baham: |
