Расчет вертикальных (радиальных) отстойников

В инженерных расчётах основным показателем отстойника выступает площадь поверхности осаждения Р (м²), вычисляемая по формуле:

F = [K_з·G_см/ρ_осв·υ_ос] · [(x_ос-x_см)/(x_ос-x_осв)] (1.9)

где К_З – коэфф. запаса для учёта неравномерности распределения фильтруемой взвеси по всей поверхности осаждения, а также учитывающий вихреборазование и прочие факторы в реальных условиях производства (в выполненных конструкциях К_З=1,3-1,35); G_см – расход фильтруемых взвешенных частиц по факту, кг/с; ρ_осв – плотность осветлённого фильтрата, кг/м³; v_ос – скорость выделения твёрдых компонентов взвеси, м/с; х_см, х_ос, х_осв – концентрация твёрдых частиц в фильтруемой взвеси, осадке и осветлённом фильтрате соответственно, масс.доли.

Общая высота отстойника радиального типа складывается из трёх величин:

H = h₁+h₂+h₃ (1.10)

где h₁ – высота зоны свободного осаждения, м; h₂ – высота зоны сгущения, м; h₃ – высота зоны расположения лопастей, м.

Чтобы не допустить перемешивания у поверхности, зону свободного осаждения принимают h₁=0,45-0,75 м. При этом более высокие значения принимают для сильно концентрированных взвесей с отношением твёрдой фазы к жидкой Т:Ж> 1:10.

С учётом непрерывности удаления шлама из отстойника, высота зоны сгущения составит:

h₂ = g_тос/С_ос (1.11)

где g_т.ос – количество твёрдой фазы, приходящейся на единицу площади днища отстойника за время от осаждения до выгрузки, кг/м²; С_ос – концентрация твёрдой фазы в осадке (объёмная плотность), кг/м².

Из определения следует:

g_тос = [(G_Т·τ)/F] · [(G_ос·x_ос·τ)/F]  (1.12)

где G₁ – производительность по твёрдой фазе осадка, кг/ч; τ – время пребывания осадка на днище от осаждения до выгрузки (обычно принимается τ=1ч).

Объёмная плотность осадка:

С_ос = ρ_ж·Δ_с·x_ос (1.13)

где Δ_С – относительная масса взвеси.

Относительная масса взвеси:

∆_с = (∆_т·(n+1))/(Δ_Т+n) (1.14)

где Δ_Т= ρ_Т / ρ_Ж – относительная масса твёрдой фазы; n=Т/Ж – величина разбавления в зоне сгущения.

Подставляя уравнения (1.12) и (1.13) в формулу (1.11), получим:

h₂ = (G_ос·τ)/(F·ρ_ж·∆_с) (1.15)

Высоту расположения лопастей мешалки можно определить, исходя из величины наклона лопастей (приблизительно 0,146 м на 1 м длины). Таким образом,

h₃ = 0,146·D/2 = 0,073·D (1.16)

где D – диаметр отстойника, м.