Главная » Публицистика

0 ... 82 83 84 85 86 87 88 ... 159

потока обычно принимают равным восьми-десяти. Для выпуска осадка дну камеры придается уклон. Осадок удаляется через систему сборных труб.

Кроме наиболее распространенных горизонтальных перегородчатых камер, устройство которых в плане представлено схематически на рис. V.11, применяют также перегородчатые камеры с вертикальным попеременно восходящим и нисходящим движением воды.

Объем камеры определяют исходя из указанного выще времени пребывания в камере обрабатываемой воды и ее расхода Q. Скорость движения воды в камере принимают равной 0,2-0,3 м/с. В горизонтальных камерах хлопьеобразования щирина коридора, образуемого перегородками, b = QI(vH) принимается не менее 0,7 м. Здесь Н - глубина воды в камере.

Потери напора определяются по формуле

где п - число поворотов потока;

hy- потери напора на трение по всей длине камеры.

Если принять С=3 и пренебречь потерями напора на трение ввиду их относительно малой величины, то формула для h примет вид

h = 0,15

Перегородчатые (горизонтальные) камеры применяют обычно для станций больщой производительности (более 30 тыс. мсутки). Их удобно устраивать непосредственно примыкающими к горизонтальным отстойникам (как схематически показано на рис. V.11).

Камеры вихревого типа (предложены впервые Е. Н. Тетеркиным для станций умягчения воды) основаны на том же принципе изменения скорости потока, что и вихревой смеситель. Эти камеры могут иметь коническую форму (в комбинации с цилиндром) или призматическую.

Камера первого типа показана схематически на рис. V.12. Вода подается в нижнюю часть корпуса. Скорость движения воды в конической части меняется от 0,7 м/с в нижнем сечении до 4-5 мм/с в верхнем сечении. Время пребывания в камере 6-10 мин. Из верхней, цилиндрической части камеры вода отводится обычно системой дырчатых труб.

В вихревые камеры призматической формы вода поступает через нижнюю, продольную щель и отводится из верхней части камеры сборными дырчатыми трубами, погруженными в воду.

Водоворотные камеры чаще всего объединяют конструктивно с вертикальными отстойниками, совмещая с их центральной трубой (см, далее рис. V.21). Вода поступает в камеру через два расположенных в ее верхней части насадка, подобных насадкам в сегнеровом колесе. Эти насадки направляют струи воды по касательным к цилиндрическим стенкам трубы. Скорость выхода воды из насадков 2-3 м/с. Благодаря этому получается вращательное движение воды в верхней части камеры, В нижней ее части устраивают гаситель в виде рещетки из поставленных на ребро досок, переводящий вращательное движение воды в поступательное.

Время пребывания воды в камере 15-20 мин.

В лопастных камерах перемешивание воды достигается вращением мешалок, приводимых в движение электродвигателем. Различают лопастные камеры с вертикальной и горизонтальной осью вращения мешалок. Первые представляют собой железобетонные резервуары, рассчитанные на 10-20-минутное пребывание в них обрабатываемой

воды. В центре камеры располагается вертикальная ось с сидящими на ней лопастями. Средняя скорость движения воды в камере 0,2-0,5 м/с.

Глава 18 ОТСТАИВАНИЕ ВОДЫ

§ 87. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОСАЖДЕНИЯ ВЗВЕСИ В ВОДЕ

При исследовании процесса осаждения взвеси в сооружениях для осветления воды возникают большие трудности, так как это явление крайне сложно. На характер осаждения частиц взвеси влияют их размер и форма, наличие и режим движения осветляемой воды и ее вязкость (изменяющаяся с температурой). Встречаемые в практике мутные воды всегда представляют собой полидисперсную систему, т. е. содержат частицы различных размеров, а также различных форм. Наконец, весьма часто (при коагулировании) приходится иметь дело с осаждением агрегативно-неустойчивой взвеси, частицы которой в процессе осаждения меняют свою структуру и размеры.

Все это крайне затрудняет математическое выражение законов осаждения взвеси и получение точных методов расчета отстойников.

Рассмотрим некоторые теоретические предпосылки, которые могут быть положены в основу методики расчета отстойников.

Очевидно, что основной величиной, которая нас будет интересовать при проектировании и расчете отстойников, является скорость выпадения взвеси.

Скорость выпадения частицы в стоячей воде при температуре 10"* С называют, как известно, гидравлической крупностью частицы. Величина частицы любой формы может быть условно выражена через теоретический (эквивалентный) диаметр. Эквивалентным диаметром называется диаметр такой шарообразной частицы, которая имеет ту же гидравлическую крупность, что и данная частица произвольной формы.

В стоячей воде на осаждающуюся частицу действуют следующие силы: F - сила тяжести частицы в воде; Ф - сила сопротивления жидкости; / - сила инерции.

Следовательно, уравнение движения осаждающейся частицы в самом общем виде

Р - Ф = 1.

Сила тяжести частицы, погруженной в воду: F = {y-yo)W = i9-gW,

где у и р - удельный вес и плотность частицы; 7о и Ро - удельный вес и плотность воды; W-объем частицы.

Сила сопротивления жидкости Ф зависит от массы, размера и формы частицы, скорости ее выпадения и вязкости жидкости. В общем виде силу Ф можно представить так:

Ф = роиЧ,

где ф-коэффициент сопротивления, зависящий от числа Рейнольдса

Яе=-; \

и- скорость выпадения частицы;

d-эквивалентный диаметр частицы; - вязкость жидкости. Сила инерции равна массе частицы, умноженной на ускорение, т. е.

J = {p-Po)W - .

Подставив значения всех сил в основное уравнение движения частицы, получим

(Р-Ро)gW-ФРоd = ip-Po) W - ,

Скорость выпадения частицы весьма быстро приобретает постоянное значение, не изменяющееся во все время выпадения, поэтому ускорение dufdt будет равно нулю на большей части пути выпадения частицы. При du/di - O основное уравнение примет вид

(p-po)gW = (fpou4

0 2,8 f,S D /И 1,2 2.0 2,S 3,6 lRe Рис. V.I3

Рис. V.14

		50		WO t, мин

Определяя отсюда скорость выпадения и, получим

(p-Po)gW

Для частицы произвольной формы, имеющей эквивалентный диаметр d.

Отсюда скорость выпадения равна:

/"(Р-Ро) . ~-gd . бфРо

Характер зависимости коэффициента сопротивления ф от числа Re виден из графика на рис. V.13. Кривая построена по опытам )(роф. А. П. Зегжда для песка и гравия. Для частиц весьма малого размера имеет место линейный закон сопротивления (левый участок линии), т. е. сила сопротивления будет пропорциональна первой степени скорости выпадения частицы. Для этих условий Стоксом дано известное выражение силы сопротивления: Ф = 3л;р,мб?. Сравнивая эту форму-

0 ... 82 83 84 85 86 87 88 ... 159