5 Расчет вихревого смесителя

Для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды и быстрого их перемешивания принимаем вертикальный (вихревой) смеситель гидравлического типа.

Рисунок 4- Схема вихревого смесителя: 1 -корпус смесителя; 2 - отверстия сборного лотка; 3 - сборный лоток; 4 - боковой карман; 5 - подача воды в смеситель; 6 - ввод реагентов в смеситель; 7 - отводящий трубопровод; 8 - сброс в канализацию.

Расчет вихревого смесителя заключается в определении его габаритных размеров; расчете водосборной системы (перфорация сборных лотков); в определении диаметров проводящего и отводящего трубопроводов.

5.1 Расчет вихревого смесителя гидравлического типа

Смеситель принимается квадратным в плане, с прямоугольной верхней частью (успокоителем) и пирамидальной нижней. Центральный угол между наклонными стенками α=30-45˚.

Количество смесителей следует принимать один при суточной призводительности станции до 8000 м³/сут, и два свыше.

Площадь горизонтального сечения верхней части смесителя ƒ_В, м²определяется по зависимости:

Ƒ_Н =q_Ч/ 3,6V_В,

Где q_Ч - расчетный часовой расход станции осветления воды, м³/ч;

q_Ч ===378,96 м³/ч;

ƒ_Н =м³/ч;

V_В- скорость восходящего потока на уровне водосборного лотка, равная 30-40 мм/с .

Ширина верхней части смесителя В_В, м определяется через площадь:

В_В=ƒ_В^0,5,

В_В=√3,5=1,87 м

Площади нижнего сечения смесителя ƒ_Н, м²определяется по внешнему диаметру подводящего осветляемую воду трубопровода Д_Н, мм (Д_Н=В_Н).

По расчетному секундному расходу q_С, л/с и рекомендуемой скорости движенияV_с, м/с, подбирается диаметр подающего в смеситель трубопровода Д,мм. Следует принимать стальной трубопровод.

==0,11

=V_с*

=1,21,5 м/с

Д= = =300 мм

Таблица 7- Наружный диаметр стальных труб в мм

Д	50	80	100	150	200	250	300	350	400	450	500	600
ДН	66	98	118	170	222	274	326	378	429	480	532	635

Подводящая труба встраивается в нижнюю пирамидальную часть смесителя и площадь нижнего сечения, ƒ_Н, м², можно вычислить по формуле:

ƒ_Н= (Д_Н)²= (В_Н)²=0,1 м²,

Полная высота смесителя Н, м включает:

Н = h_Н+h_В

Высота нижней (пирамидальной) части смесителя h_Н, м определяется :

h_Н= 0,5 х (В_В- В_Н) хctg(α/2),

h_Н=0,5 х 1,57 х3,7=2,9 м ,

тогда можно определить объем пирамидальной части смесителя W_Н, м³:

W_Н= 0,33 хh_Нх (ƒ_В+ƒ_Н +)

W_Н= 4,18 м³

Полный объем смесителя W, м³определяется из гидравлической зависимости:

W= (q_Чхt) / 60,

W=9,47 м³

где t- продолжительность смешения реагентов с осветляемой водой, принимается 1,5-2,0 мин.

Объем верхней части смесителя W_Н, м^3:

W_В=W–W_Н.

W_В =9,47-4,18=5,29 м³

Высота верхней части смесителя h_В, м составляет:

h_В=W_В/ƒ_В.

h_B=5,29/3,5=1,5

Расчет выполнен правильно, если h_Внаходится в пределах 1-1,5 м.

Сбор воды производится в верхней части смесителя сборным лотком через затопленные отверстия. Вода, протекающая по лотку двумя потоками, собирается в боковой сборный карман и по отводному трубопроводу отводится на дальнейшую очистку.

Площадь живого сечения сборного лотка ω_Л, м²вычисляется:

ω_Л=q_Л/ (V_Лх 3600),

ω_Л=189,5/0,6 х3600= 0,1 м²

Где q_Л- расчетный расход каждого потока воды, м³/ч, определяется:

q_Л= 0,5 хq_Ч;

q_Л=0,5х378,96=189,48 м³/ч

V_Л- скорость движения воды в периферийном сбросном лотке, равна 0,4-0,6 м/с.

Расчетная высота слоя воды h_Л, м при принятойb_Л= 0,27 м, будет:

h_Л =ω_Л/b_Л.

h_Л =0,1/0,27=0,37 м

Уклон дна лотка i=0,02.

Площадь для затопленных отверстий в стенках лотка:

=/()

F₀=189,48/3600=0,053

Где - скорость движение воды через отверстия лотка, равная 1 м/с.

Принимаем отверстие диаметром = 80 мм, площадь одного отверстия=0,00503 м²

Общее число отверстий:

=

=0,053/0,00503=11 отверстий

Отверстия размещают по боковой поверхности лотка на глубине h₀ = 110 мм от верхней кромки лотка до оси отверстия. Внутренний периметр лотка при принятой толщине стенки лотна 0,06 м.

=4[- 2х()]

=4[1,87-2х0,0162]=7,35 м

- ширина верхней чести смесителя, м.

Переводим в мм, тогда шаг (мм) отверстий:

=/n

=7,35/11=0,67 мм

Диаметр отводящей трубы Д_ОТВ, м определяется поq_Сл/с и скорости движения воды в трубопроводеV_ОТВ=0,6-1,0 м/с.

_________________

Д_ОТВ=√(4 х q_С) / (π хV_ОТВ), →V_ОТВ^Ф, м/с

Д_ОТВ=√(4х0,11)/(3,14 х1)=√0,44/3,14=√0,14=0,37 мм