2. Расчет отстойника непрерывного действия

При расчете отстойников основываются на величине скорости осаждения самых мелких частиц суспензии. Размер частиц характеризует числовое значение эквивалентного диаметра частицы - , м (или мкм).

На первом этапе следует определить скорость осаждения (м/с) шарообразной частицы

 (2.1)

где - диаметр шарообразной частицы, м; ( = 15 мкм = 15 м);

- плотность частицы, кг/м³; (2600 кг/м³ );

- плотность жидкой среды, кг/м³; (1000 кг/м³ );

- динамический коэффициент вязкости среды (в нашем случае - воды) Па * с. (1 Па * с );

g - ускорение свободного падения (g = 9.81 м/).

= 196.2

После определения величины определяем режим осаждения по значению числа Рейнольдса ():

рассчитывают по формуле:

(2.2)

= = 0.0029

0,2, следовательно режим осаждения ламинарный и среднюю скорость стесненного осаждения многих частиц можно принять:

(2.3)

= 0,5= 98,1 м/с

По рассчитываем площадь (поверхность) осаждения

 (2.4)

где: 1,3 - коэффициент запаса поверхности, учитывающий неравномерность распределения исходной суспензии по всей площади осаждения, вихреобразование и другие факторы производственных условий;

- массовый расход исходной суспензии, кг/с (75 т/ч = 20,8 кг/с);

- плотность осветленной жидкости, кг/м³;

- скорость осаждения частиц суспензии, м/с (98,1 м/с);

- удельное содержание твердых частиц соответственно в исходной смеси и осадке, массовые доли, кг тв. частиц / кг системы(= 0,05 кг/кг, = 0,50 кг/кг.)

В нашем случае принимаем: , поскольку средой является вода температура которой колеблется в пределах 5 - 20⁰ С.

F = 1.3 = 1.3 м² = 248.04 м²

По рассчитанному значению согласно данным табл. 1.1 подбираем стандартный отстойник непрерывного действия поверхность которого превышает рассчитанную, выписываем числовые характеристики его диаметра (м) = 18.0 м, высоты (м) = 3.2 м, площади (м²) = 254 м². В разделе «заключение» курсовой работы эти параметры представляем в таблице 3.1.

Формула расчета затрат электроэнергии на подачу воды имеет вид:

(2.5)

где - мощность потребляемая электродвигатели насоса, кВт;

- объемный расход воды, м³/с;

- повышение давление, сообщаемое насосом перекачиваемому потоку и равное полному гидравлическому сопротивлению сети, Па;

- напор создаваемый насосом, м;

- плотность воды, кг/м³;

= 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

- общий к.п.д. насосной установки. Принимаем = 0,5

определяем по формуле:

(2.6)

где - массовый расход суспензии, поступающий в отстойник, кг/с

(75 т/ч = 20,8 кг/с);

- плотность суспензии на входе в отстойник, кг/м³

При малых значениях (т.е. 0).

10³ кг/м³

То есть в предварительных расчетах можно принять = 1000 кг/м³

Следовательно, равно:

= =0.0208 м³/с

Величину определяем по формуле:

(2.7)

где - повышение давление, сообщаемое насосом прикачиваемому потоку и равное полному гидравлическому сопротивлению сети, Па;

- коэффициент трения, безразмерный (его значение зависит от режима течения и шероховатости стенок трубы мм) (0.015);

- длина трубы, м (800 м);

- эквивалентный диаметр канала, м (для трубы круглого сечения: ) (0,2 м);

- коэффициент местного сопротивления, безразмерный.

Значения коэффициентов в общем случае зависят от вида местного сопротивления и режима движения жидкости (Вентиль нормальный 1 шт. = 4,7;

колено 90⁰ 4шт. = 42 = 8;)

- плотность воды, кг/м³ (1000 кг/м³ );

- линейная скорость потока воды, м/с;

в нашем случае равно нулю.

Определим линейная скорость потока воды по формуле:

= ; (2.8)

= = 0.66 м/с.

Величина будет иметь следующий вид:

= = 16051 Па.

Затраты электроэнергии на подачу воды будут равны:

= = 0,66 кВт.