3.4 Расчет вертикального вихревого смесителя

Смесители служат для быстрого и полного смешивания реагентов с об­рабатываемой водой. Преимущественно применяют смесители гидравлического типа (дырчатые, перегородчатые, вихревые, коридорные и т.д.), а также с механическим пере­мешиванием. Смешение воды с реагентами может происходить в трубопрово­дах и насосах, подающих воду на очистные сооружения (если реагенты не ока­зывают разрушающего действия на насосы).

Смесительные устройства должны включать устройства ввода реагентов, обеспечивающие быстрое равномерное распределение реагентов в трубопроводе или канале подачи воды на сооружения водоподготовки, и смесители, обеспечивающие последующее интенсивное смешение реагентов с обрабатываемой водой.

Смесительные устройства должны обеспечивать последовательный, с необходимым разрывом времени ввод реагентов с учетом длительности пребывания воды в трубопроводах или каналах между устройствами ввода реагентов.

Устройства ввода реагентов следует выполнять в виде дырчатых трубчатых распределителей или вставок в трубопровод, создающих местные сопротивления.

Вихревые смесители следует принимать в виде конического или пирамидального вертикального диффузора.

Вихревые смесители следует принимать в виде конического или пирамидального вертикального диффузора:

— с углом между наклонными стенками от 30° до 45°;

— с высотой верхней части с вертикальными стенками от 1,0 до 1,5 м;

— при скорости входа воды в смеситель от 1,2 до 1,5 м/с;

— при скорости восходящего движения воды под водосборным устройством от 30 до 40 мм/с;

— при скорости движения воды в конце водосборного лотка 0,6 м/с;

— при продолжительности пребывания воды в смесителе от 1,5 до 2 мин.

Помимо подводящего и отводящего трубопроводов, в смесителе сле­дует предусматривать переливной трубопровод, а также для опорожнения и выпуска осадка.

Расчет смесителя сводится к определению его линейных размеров. Число смесителей не менее двух. Расход, приходящийся на один смеситель, м3/ч, составит

q_час = q_ос / n (14)

где n – число смесителей, принимается не менее двух.

Площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя, м², определяется по формуле

F_в = q_час (15)

V_в

где q_час – часовой расход воды;

V_в – скорость движения воды в верхней части смесителя, м/ч, 108 – 144 м/ч.

Для квадратного в плане смесителя ширина в верхней части, м, будет равна В_в = √F_в

Размеры нижней части смесителя принимаются в зависимости от диаметра, подводящего трубопровода, который принимается по скорости движения воды в нем 1,2 – 1,5 м/с.

Ширина нижней части смесителя принимается равной наружному диаметру подводящего трубопровода.

Высота нижней пирамидальной части смесителя, м, определяется по формуле

h_н = 1/2 * (В_в – В_н) * ctg α/2 (16)

где В_н – ширина нижней части смесителя;

α – угол между наклонными стенками днища, 30⁰ – 45⁰.

Вместимость пирамидальной части смесителя, м³, определяется по формуле

W_н = 1/3 * h_н * (F_в + F_н + √F_в * F_н) (17)

Полная вместимость смесителя, м³, определяется по формуле:

W = q_час * t (18)

60

где t – время пребывания воды в смесителе (не более 2 минут).

Вместимость верхней части смесителя, м³, определяется по формуле

W_в = W – W_н (19)

Высота верхней части смесителя, м, определяется по формуле

h_в = W_в (20)

F_в

Полная высота смесителя, м, определяется по формуле

h = h_в + h_н + 0,3 (21)

Для сбора воды принимаются лотки. Площадь живого сечения лотка, м², равна

w = q (22)

V * n_л

где V – скорость движения воды в лотке (0,6 м/с);

n_л – число водосборных лотков (обычно 2).

Задаваясь шириной лотка, В=0,4 м, находят высоту слоя в нем, м,

h = w/В (23)

Уклон лотка принимается i = 0,02. Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборных лотков, м², определяется по формуле

F₀ = q_час (24)

V₀ * 3600

где V₀ – скорость движения воды через отверстия, (1 м/с);

Диаметр одного отверстия принимается 80-100 мм.

Задаваясь размерами одного отверстия,

f₀ = П * d² (25)

4

находят их число, шт, по формуле

n₀ = F₀ (26)

f₀

Расстояние между осями отверстия, м, определяется из соотношения

L₀ = P_л (27)

n₀

где P_л – внутренний периметр лотка, м, определяется по формуле:

P_л = (в_л – 2 * в – 2 * V) * 4 (28)

где в_л – длина лотка,

V – толщина стенок лотка, (0,1 м).

Смесители должны оборудоваться переливными и спускными трубами. Скорость движения воды в трубопроводах или каналах от смесителей к камерам хлопье­образования и осветлителям со взвешенным осадком следует принимать уменьшающейся от 1 до 0,6 м/с. При этом время пребывания воды в них должно быть не более 1,5 мин.