|
| |
|
Главная » Публицистика 0 ... 92 93 94 95 96 97 98 ... 159 Введя в формулу, определяющую т], вместо AP/L его выражение через h, получим 6а (1 - т) ру Используя обширный экспериментальный материал, Д. М. Минц нашел, что при Re<:2 коэффициент сопротивления г\ может быть описан (в системе СГС) формулой Ti = 5,2/Re. Эта зависимость выражает собой Линейный закон фильтрации воды на скорых фильтрах. Подставляя сюда приведенное выше выражение для Re, вводя получаемое выражение в формулу для io и принимая у воды= = 1000 кгс/м, получим 0,188а2[х (1 - т)з -T"i-• Если выделить все величины, характеризующие пористость загрузки фильтра и вязкость воды, в коэффициент 0,188a2Li (1 - m)2 то получим и потери напора в чистом фильтрующем слое Яо = ioL = г)) Если принимать в приведенной формуле v в м/ч и da в мм, то а11(\-тГ 1,9тЗ Значения коэффициента формы а можно принимать: для окатанного речного песка ........ 1>17 » остроугольного кварцевого песка ..... 1,5-1,67 » антрацита ........ 1,5-2,52 Анализ последнего выражения для io показывает, что единичные потери напора в чистом фильтрующем слое увеличиваются пропорционально скорости фильтрования и значительно возрастают при уменьшении величины зерен и пористости фильтрующего материала. Кроме того, единичные потери напора возрастают с увеличением вязкости воды, т. е. с уменьшением ее температуры. Наконец, полученные формулы можно представить в виде го == sqV и ho = SqLv = so, где Sq-удельное сопротивление чистой загрузки, равное яЬ iia2 (1-m)2 и s-SqL - полное сопротивление чистого слоя. Интенсивность нарастания потерь напора в фильтре при фильтровании суспензии. При прохождении через слой фильтрующего материала воды, содержащей взвешенные вещества, последние будут отлагаться на зернах загрузки, изменяя ее пористость т и суммарную поверхность со, омываемую потоком воды. Здесь ©о и (D - соответственно суммарная поверхность зерен фильтрующего материала в начальный и промежуточный моменты работы фильтра при фильтровании суспензий. По мере накопления отложений в толще зернистой загрузки ее пористость все время уменьшается. Что касается поверхности, омываемой потоком, то можно предположить, что она изменяется сравнительно мало. Действительно, с одной стороны, прилипающие к зернам песка частицы взвеси увеличивают омываемую потоком воды поверхность, с другой стороны, отложения на отдельных зернах, разрастаясь, соединяются между собой, и целые участки пространства, в которых ранее происходило движение воды, попадают в «мертвую» зону, где движение воды не происходит, и в результате поверхность, омываемая потоком воды, уменьшается. Учитывая это обстоятельство, Д. М. Минц предложил принимать величину (о)/(оо)==1 и получил формулу: I = I о \ А \Шо - Am / где Дт - удельный объем осадка, накопившегося в фильтрующем слое к данному моменту. Из этой формулы видно, что приращение гидравлического уклона при заилении фильтра пропорционально начальной величине гидравлического уклона io. Так как загрязнения распределяются неравномерно по толще загрузки, то и приращение гидравлического уклона будет различным для различных слоев фильтрующего материала. Потери напора по всей толщине L загрузки могут быть выражены интегралом tdx = i Значение полученного интеграла зависит от количества задержанного вещества и характера его распределения по толще загрузки, что может быть определено экспериментальным путем. На основании многочисленных экспериментов установлено, что относительный прирост потерь напора в фильтре за расчетный период где Д/1Тд = Я-/lo-/ip. Параметр yJ учитывающий влияние свойств воды и взвеси (включая ее концентрацию), определяется пробным фильтрованием. Параметр ф, характеризующий загрузку фильтра, находится в зависимости от коэффициента неоднородности загрузки. Анализируя приведенные выше формулы для i и со, можем получить следующее соотношение единичных потерь напора io и i для начального и любого промежуточного момента работы фильтра: Определяя отсюда время Гн работы фильтра до полного исчерпания располагаемого напора Н и подставляя вместо ha его значение, полученное ранее, будем иметь (H-h;)di Гн = Рассмотрение этой формулы показывает, что длительность периода работы фильтра между промывками уменьшается с увеличением скорости фильтрования, с уменьшением крупности загрузки и с увеличением толщины слоя загрузки. Кроме того, длительность цикла тем меньше, чем больше концентрация взвешенных веществ в поступающей на фильтр воде. Отношение концентрации взвеси в воде в данный момент процесса фильтрования С к начальной концентрации Со, т. е. С/Со, может быть выражено (как показывают исследования, проведенные в Академии коммунального хозяйства проф. Д. М. Минцем ) в функции некоторых параметров X = bL и Г = a9t, где L - толщина слоя; v - скорость фильтрования; t - время. При этом для заданного значения С/Со может быть получена (экспериментальным путем) следующая линейная связь между этими параметрами: Х = кГ + х1. (V.4) Кроме того, параметры X и Г могут быть выражены через скорость и, эквивалентный диаметр загрузки йэ и толщину фильтра L так: L tv Значения Xq я k находятся пробным фильтрованием для данной воды и для заданной степени осветления. Если подставить в уравнение (V.4) приведенные выражения для X и Г, то можно получить искомую величину времени t-T, т. е. длительность защитного действия загрузки для обеспечения заданной степени осветления: 1 ( L X,d,\ 1 ч - Отсюда видно, что Та возрастает с увеличением толщины фильтра L и уменьшается с увеличением скорости фильтрования и крупности зерен фильтрующего материала. Приведенные формулы для расчета Гн и Гз одновременно устанавливают взаимосвязь между всеми основными параметрами фильтрования t, L, V и и в зависимости от постановки задачи позволяют задаваться одними из них и находить другие. А. А. Кастальский, Д. М. Минц. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. М., «Высшая школа», 1962. 0 ... 92 93 94 95 96 97 98 ... 159 |
