8.3. Перегородчатые смесители

На станциях водоподготовки нашли применение перегородчатые смесители коридорного типа с вертикальным или горизонтальным движением воды. Перегородчатый смеситель представляет собой железобетонный прямоугольный в плане резервуар с перегородками. Смешение реагента с водой осуществляется за счет многократного изменения направления движения потока в горизонтальной или вертикальной плоскости. Число перегородок следует принимать от 3 до 9. Скорость движения воды в смесителе рекомендуется принимать 0,5...0,7 м/с.

Рассмотрим расчет перегородчатого смесителя на примере.

Пример. Рассчитать перегородчатый смеситель коридорного типа на расход 36000 м³/сут (Q_ч = 1500 м³/ч). Время смешения воды в смесителе принимаем t = 1,5 мин. (Принимают 1…1,5 мин при мокром и не более 3 мин при сухом дозировании реагентов). Принимаем смеситель-лоток с тремя поперечными вертикальными перегородками.

Объем перегородчатого смесителя, м³:

,

.

Высоту слоя воды в конце смесителя (после перегородок) принимаем Н_к = 0,5 м (допускается 0,4…0,5 м).

Потери напора в каждой перегородке смесителя, м, определяются по формуле

где –коэффициент сопротивления в сужениях, принимаем =2,9; v–скорость движения воды в сужениях перегородок, 0,8...1,2 м/с; g – ускорение свободного падения, м/с².

.

Принимаем число перегородок 3, тогда суммарные потери напора на всех сужениях составят Σh_c = 3 · 0,15 = 0,45 м. При уровне воды на выходе из смесителя Н_к = 0,5 м и с учетом потерь напора на всех перегородках получим уровень на входе смесителя Н_н = 0,5 + 0,45 = 0,95 м 1 м.

Площадь перегородки смесителя, м², с учетом скорости движения воды v = 0,6 м/с равна

f_п = Q_ч / 3600·v,

f_п = 1500 / 3600 · 0,6 = 0,7 м².

Тогда ширина лотка смесителя при глубине Н_к = 0,5 равна

b_л = f_п / Н_к,

b_л = 0,7 / 0,5 = 1,4 м.

Площадь смесителя, м², в плане:

,

.

Общая длина смесителя составляет L = F_c / b_л = 37,6/1,4 = 26,85 м.

Расстояния, м, между перегородками равны (без учета их толщины)

l = L / n,

где n – количество перегородок.

Получаем (при 3-х перегородках) l = 26,85 / 3 = 8,95 м.

Размеры суженных проходов для воды определяем из условия скорости воды в них:

v_с = 1 м/с.

Площадь сужения f_суж = 0,5·Q_ч / 3600 · v_с, тогда f_суж = 0,51500 / 3600 · 1 = = 0,208 м².

Высота слоя воды ниже второй (центральной) перегородки равна

H₂ = H_к + h = 0,5 + 0,15 = 0,65 м.

Глубина затопления проходов в перегородках от уровня воды Н₂ должна быть не менее 0,1 м. Тогда высота каждого прохода в центральной перегородке составляет h_п2 = Н₂ – 0,1 = 0,65 – 0,1 = 0,55 м. Следовательно, необходимая ширина каждого суженного бокового прохода b_п2 = f_суж / h_п2 = = 0,208 / 0,55 = 0,38 м.

В первой и третьей перегородках устраивают по одному центральному суженному проходу. Площадь одного прохода f₁ = Q_ч/3600·v_с, тогда f₁ = 1500 / 3600·1 = 0,416 м².

Тогда высота прохода в 3-й перегородке составляет h_п3 = Н_к – 0,1 = = 0,5 – 0,1 = 0,4 м. Следовательно, необходимая ширина каждого суженного бокового прохода b_п3 = f₁ / h_п3 = 0,416 / 0,4 = 0,594 м.

Высота слоя в 1-й перегородке равна h_п1 = Н₂ + h = 0,65 + 0,15 = 0,80 м, а высота прохода будет h_п1 = Н₂ – 0,1 = 0,8 – 0,1 = 0,7 м.

Следовательно, необходимая ширина суженного бокового прохода будет равна b_п1 = f₁ / h_п1 = 0,416 / 0,7 = 0,594 м.

Рис. 8.3. Перегородчатый смеситель:

1 – труба для подачи воды; 2 – труба для подачи реагента; 3 – переливная стенка; 4 – перегородки