Выбор и расчет камер хлопьеобразования.

Камеры хлопьеобразования применяются при наличии в схемах очистных сооружений отстойников и напорной флотации. Для напорной флотации обычно применяют ступенчатые камеры с механическим перемешиванием осветляемой воды.

Принимаем количество камер = 2 и время пребывания воды t в камере равным 30 мин.

Ее объем при этом составит:

м³

Назначаем ширину камеры В = 4 м, глубина H и длина L сооружения при поперечном к потоку обрабатываемой воды расположении мешалок (или глубина и ширина при продольной установке) должны иметь кратность 2….4 в зависимости от числа мешалок.

Предполагаем установку 3 осей для крепления на них 6 мешалок при поперечном расположении их к потоку обрабатываемой воды.

При этом L = 3H, а W = LHB = 3H²B, отсюда глубина камеры:

м

и длина

м

Определим площадь живого сечения камеры

м²

Общую площадь лопастей мешалок на первой оси f_л1 (по движению воды) примем равной 15% от площади живого сечения камеры:

м²

При ширине лопасти мешалки b = 0, 15 м. и ее длине l = 1, 6 м. вычислим общее число лопастей m на мешалках первой оси:

или по 4 лопастей на каждой мешалке.

Примем линейную скорость движения лопастей на первой оси v₁ равной 0, 7 м/с, диаметр мешалок d = 1, 5 м, частота вращения лопастей

об/мин.

При линейной скорости на второй оси v₂ = 0, 45 м/с она будет совершать 6 об/мин и на третьей – при v₃ = 0, 2 м/с частота вращения составит 3 об/мин. При размещении второй пары лопастей на мешалках на расстоянии 0, 5 м от оси вращения их линейные скорости в первом, втором и третьем отделениях камеры v_{1 ,} v_{2 ,} v₃ будут соответственно равны 0, 47 м/с, 0, 3 м/с и 0, 13 м/с.

Мощность привода N (без учета потерь в редукторе) для вращения оси с мешалками определяем по формуле:

где С_D – коэффициент сопротивления воды, при l/b = 1, 6/0, 15 = 10, 7 его значение можно принять 1, 5.

f – площадь лопастей, имеющих одинаковую линейную скорость вращения. В нашем случае при двух мешалках на оси она равна

м²

- скорость движения лопасти относительно воды, принимаемая не менее 0, 75 линейной скорости ее вращения.

Вычислим потребляемую мощность для вращения первой оси:

кВт

Мощность для вращения второй и третей оси соответственно равна 0, 057 кВт и 0, 005 кВт.

Определим градиент скорости в первой секции камеры. Работа W, затраченная на перемешивание воды за единицу времени

,

где V – объем секции, м³.

Па/с

При средней в течении года температуре воды 10 С значение динамической вязкости воды = 0, 00131 , а градиент скорости составит

Градиенты скорости, вычисленные для второй и третьей секции камеры, равны соответственно 28, 07 и 9, 34 с^-1.

Найдем критерий Кемпа Gt, характеризующий режим перемешивания в камере:

Выбранные параметры камеры и мешалок обеспечивают рекомендованные режимы для стадии хлопьеобразования при очистке воды.