5.1.6 Вибір апарату і визначення основних його характеристик

_{Обираємо апарат рулонного типу з РФЕ типу ЭРО-Э-6,5/900 з наступними технічними характеристиками:}

_{Довжина рулонного модуля 0,9}

_{Довжина пакету 0,95}

_{Ширина 0,83}

Висота напірного каналу, що рівна товщині стінки сепаратора

_{Товщина сітки для дренажу ,}

Товщина підкладки

Товщина мембрани

_{Число елементів в модулі, 5}

_{Матеріал корпуса, сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72}

_{Діаметр корпуса, мм}

_{Товщина кришки, м}

Діаметр кришки, м

Визначимо параметри апарату необхідні для розрахунку.

Робоча поверхня мембран в одному елементі :

_{Робоча поверхня мембран в одному модулі} :

.

_{Приймаємо, що апарат складається з двох модулів, тоді робоча поверхня мембран в апараті:}

.

_{Перетин апарату, по якому проходить розчин, що розділяється:}

_.

_{Загальне число апаратів в мембранній установці:}

_.

5.1.7 Секціонування апаратів в установці

_{Для модулів такого типу експериментально встановлено, що оптимальні витрати становлять близько:}

_.

_{Тоді число апаратів у першій секції можна знайти розділивши значення витрати вихідного розчину на значення оптимальних витрат:}

.

_{Таким чином, в першій секції буде 3 апарати.}

_{Тоді зниження витрат по довжині апарату буде наступним:}

.

_{Кількість апаратів у наступних секціях:}

;

.

Отже, приймаємо двосекційну установку:

.

В першій і другій секції відповідно 3 і 2 апарати.

5.1.8 Розрахунок спостережної селективності мембран

_{Розрахунок будемо проводити для середніх значень робочих параметрів установки.}

_{Середня питома продуктивність:}

_{Середня концентрація:}

_{Оскільки концентрації солей незначні, то приймаємо .}

_{Середня швидкість руху, розчину, що розділяється в каналах мембранного апарату:}

_{Еквівалентний діаметр кільцевого каналу:}

_.

_{Приймаємо кінематичну в’язкість розчину} і коефіцієнт дифузії .

_{Критерій Рейнольдса:}

_.

_{Режим руху – ламінарний.}

_{Дифузійний критерій Прандтля:}

_.

_{Критеріальне рівняння для розрахунку критерію Нусельта:}

_.

_{Коефіцієнт масовіддачі:}

_.

_{Поперечний потік:}

_.

_{Спостережна селективність:}

_;

_.

_{Перевірка придатності мембрани:}

Витрати солі з перміатом:

,

У відсотках від кількості, яка міститься у вихідному розчині, втрати солі з перміатом складають:

.

Ця величина знаходиться в межах допустимого.

5.1.9 Уточнюючий розрахунок поверхні мембран

Розглянемо два крайніх перетини.

Перетин на вході в перший апарат:

;

.

З графіку рисунок 5.12 знаходимо:

; .

Тоді:

Перетин на виході з останнього апарату:

;

.

З графіку рисунок 5.12 знаходимо:

; .

Тоді:

Константа для даної системи у крайніх точках:

;

.

Для всієї установки:

.

Оскільки значення селективності перевищує 0,9, то для розрахунку площі можна скористатися наступною формулою:

Розбіжність зі значенням, що отримане в першому наближенні складає:

,

тобто не перевищує 10%, що є допустимим.

5.1.10 Розрахунок гідравлічного опору

Тиск, що розвивається насосом витрачається на створення перепаду робочого тиску через мембрану , подолання гідравлічного опору потоку розчину в апаратах та потоку перміату у дренажі , а також на компенсацію втрат тиску на тертя та місцеві опори в трубопроводах та арматурі і на певну геометричну висоту :

.

Для установок зворотного осмосу цей вираз набуває вигляд:

.

Загальна довжина каналу:

.

Гідравлічний опір полих каналів при ламінарному русі:

.

Тоді:

,

де - коефіцієнт, що залежить від виду сепаруючої сітки для мембранного модуля.

Еквівалентний діаметр для руху через дренажну сітку:

.

Гідравлічний опір полих каналів при русі через дренажну сітку:

Тоді:

,

де - коефіцієнт, що залежить від виду дренажної сітки.

Тиск, що повинен розвивати насос:

Отже, напір насосу:

.