4 Выбор и расчет смесителя

Смесители предназначены для равномерного и быстрого распределения реагента в обрабатываемой воде. Эффективность смешения обеспечивается за счет создания турбулентного потока.

Выбор типа смесителя зависит от производительности станции, метода обработки воды и компоновки оборудования. Резервный смеситель не предусматривают, т.к. в обход смесителя прокладывают обводной трубопровод, предусматривая резервное смешение реагентов непосредственно в данном трубопроводе.

Вертикальный или вихревой смеситель применяют при любой производительности станции. Эффективность смешения в них обеспечивается за счет изменения скорости восходящего потока воды от нижней, узкой части, к верхней, широкой.

При сухомокром дозировании время пребывания воды в смесителе составляет 1-2 мин.

4.1 Расчет вихревого смесителя

Определим необходимое количество смесителей:

смесителя, (92)

где - полная часовая производительность станции,=3033,33 м³/ч;

-допустимая нагрузка на один смеситель,=1400 м³/ч.

Определим фактическую нагрузку на один смеситель:

м³/ч. (93)

Найдем площадь горизонтального сечения верхней части смесителя:

м², (94)

где -скорость восходящего потока воды,=108144м/ч, принимаем=109м/ч.

Площадь горизонтального сечения верхней части смесителя не превышает 20-25м².

Примем квадратный в плане смеситель и определим его размеры в плане:

м. (95)

Фактическая площадь горизонтального сечения верхней части смесителя:

м². (96)

Определим диаметр подводящего трубопровода:

м, (97)

где -скорость воды в подводящем трубопроводе,1,21,5м/с, примем=1,3м/с.

По [3] принимаем =600мм=0,6м.

Уточним фактическую скорость в подводящем трубопроводе:

м/с. (98)

Фактическая скорость входит в рекомендуемые пределы.

Площадь нижней части смесителя в месте примыкания трубопровода определяется по формуле:

м², (99)

где - внешний диаметр подводящего трубопровода, определяется по формуле:

м, (100)

_где -толщина стенок подводящего трубопровода,=0,01м.

Определим высоту нижней части смесителя:

м, (101)

где-угол наклона между стенками смесителя,=40°.

Определим объем нижней части смесителя:

(102)

м².

Определим полный объем смесителя:

м³, (103)

где -продолжительность пребывания воды в смесителе,=1,5мин.

Объем верхней части смесителя находим по формуле:

м³. (117)

Определим высоту верхней части смесителя:

м. (104)

Найдем полную высоту смесителя:

м. (105)

Конструктивно смеситель выполняют на 0,30,5м выше уровня воды в нем:

м. (106)

Отвод воды из верхней части смесителя осуществляется с помощью перфорированных труб или лотков.

Количество водосборных труб или лотков определяется из максимального расстояния между ними не более 2-х метров.

Определим количество лотков: лотка. (107)

Определим расчетный расход воды на один водосборный лоток:

м³/с=505,56 м³/ч. (108)

Площадь живого сечения водосборного лотка будет равна:

м², (109)

где -скорость движения воды в лотке,=0,6м/с.

По конструктивным соображениям примем ширину лотка =0,5м.

Определим глубину воды в конце лотка:

м. (110)

Лоток подходит к сборному карману с двух сторон, уклон дна лотка 0,02.

Определим площадь всех затопленных отверстий в стенках водосборного лотка:

м², (111)

где -скорость движения воды через отверстия лотка,=1м/с.

Определим площадь одного отверстия:

м², (112)

где -диаметр затопленных отверстий, расположенных в сборных лотках,=70мм=0,07м.

Определим общее количество отверстий в лотке:

отверстий. (113)

Отверстия располагаются на глубине=120мм от верхней кромки лотка до основания отверстия.

Определим внутренний периметр лотка:

м. (114)

Найдем шаг оси отверстий: м.

Определим расстояние между отверстиями:

м. (115)

Определим расстояние от верхнего уровня воды в смесителе до дна сборного лотка:

м. (116)

Размеры бокового кармана принимают конструктивно, исходя из условия размещения в нем отводящего трубопровода.

По [2] исходя из скорости =0,81,0м/с принимаем диаметр отводящего трубопровода=600мм,=0,95м/с,=1,89.

Определим ширину кармана: м. (117)

Дно кармана располагается на 0,1м ниже дна водосливных лотков. В кармане размещают переливной трубопровод, оканчивающийся в верхней части раструбом, диаметр которого принимается не менее диаметра отводящего трубопровода. Превышение верха раструба над расчетным уровнем воды в смесителе должно составлять не менее 0,1м.

Время пребывания воды в отводящем трубопроводе должно составлять не более 1,5 мин.

Определим длину отводящего трубопровода:

м, (118)

где -время пребывания воды в отводящем трубопроводе,=1,5мин=90с.

Определим потери по длине в отводящем трубопроводе:

м. (119)