3.4. Розрахунки ерліфтів для циркуляції активного мулу в системі “аеротенк — вторинний відстійник — регенератор”
Для циркуляції активного мулу між аеротенками і вторинними відстійниками можна замість насосів використовувати повітряні підйомники — ерліфти. Їхні переваги — простота конструкції й надійність роботи, відсутність частин, що рухаються; недоліки — низький ККД, необхідність заглиблення приймалень камер ерліфтів. Ефективність роботи ерліфта залежить від величини відносного занурення [2]:
k,
(3.1)
де h — глибина занурення ерліфта (від рівня в камері до місця підведення повітря) м, Н — висота підйому рідини (від її рівня в камері до зливального отвору) м. Коефіцієнт k рекомендується приймати 0,5—0,6.
Питома витрата стисненого повітря на одиниці об'єму рідини, що підкачується, залежить від відношення L/H і визначається з наступної розрахункової залежності [3]:
,
(3.2)
де L = H + h — довжина ерліфта, м; Q — розхід повітря, м3/с, q — розхід рідини, м3/с.
Ця
залежність спостерігається тільки при
H < 5
м і відношенні
.
Мінімальний тиск стисненого повітря, Па, що підводиться до ерліфту, може бути прийнятий за формулою
,
(3.3)
де h — глибина занурення ерліфта, м; — об'ємна маса рідини, що відкачується, т/м3.
Швидкість плину рідини на вході у ерліфт звичайно дорівнює 1,2 — 2 м/с, а швидкість руху водоповітряної суміші у вихідного отвору не слід приймати більше 6 — 7 м/с. Швидкість руху стисненого повітря в трубопроводі, що підводить повітря, приймається 10 — 20 м/с залежно від тиску.
Діаметр і число отворів повітророзподільних пристроїв визначають, виходячи зі швидкості проходження повітря через отвори, рівної 2 — 3 м/с. Розрахункове число отворів з обліком можливого їхнього засмічення збільшують на 20 — 30 %.
КПД ерліфта визначається за формулою [2,3]
,
(3.4)
де
— тиск перед ерліфтом, Па;
— атмосферний тиск, Па.
На подачу ерліфта впливає також конструкція його деталей. Так, наприклад, досвід показав, що доцільніше приймати трубопроводи зливу із плавним закругленням.
Недоліком цієї методики є незалежність витрати повітря від висоти підйому рідини . В довіднику рекомендується для невеликої висоти підйому рідини приймати питому витрату повітря від 1 до 2,5 м3/м3.
3.5. Приклад розрахунку ерліфта для перепуску мулової суміші з аеротенку в регенератор
Вихідні
дані: кількість мулової суміші 500 м3/год.
Висота підйому рідини Н
=300 мм. Тиск повітря 5 м вод. ст. Приймемо
.
Тоді
або
,
,
,
мм.
Якщо прийняти L = 300 + 300 = 600 мм.
Питома витрата повітря
.
=
0,43.
.
м3/год.
м3/год;
h
= 0,3 м.
Результати розрахунку розмірів ерліфту для циркуляції активного мулу між аеротенками і вторинним відстійником представлені в табл. 3.4.
Таблиця 3.4. Результати розрахунку ерліфта при швидкості руху рідини на вході в ерліфт 2 м/с або 7200 м/год
|
Н |
L |
K |
L/H |
|
|
|
|
Q |
|
0,1 |
0,4 |
0,75 |
4,0 |
2,00 |
1,00 |
0,00 |
1,0 |
500 |
|
0,2 |
0,5 |
0,6 |
2,5 |
1,58 |
1,27 |
0,27 |
1,86 |
930 |
|
0,3 |
0,6 |
0,5 |
2,0 |
1,41 |
1,42 |
0,42 |
2,00 |
1000 |
|
0,6 |
0,9 |
0,33 |
1,5 |
1,22 |
1,64 |
0,64 |
4,36 |
2180 |
|
0,9 |
1,2 |
0,25 |
1,33 |
1,15 |
1,74 |
0,74 |
5,50 |
2750 |
|
1,2 |
1,5 |
0,2 |
1,25 |
1,12 |
1,79 |
0,79 |
6,17 |
3085 |
В таблиці 3.5 надані розрахункові залежності подачі ерліфта від діаметра ствола ерліфта та швидкості руху рідини.
Таблиця 3.5. Вплив діаметра та швидкості руху рідини на подачу ерліфта
|
D |
|
Швидкість руху рідини, м/с |
||
|
2 |
1,5 |
1,2 |
||
|
Подача, м3/год |
||||
|
500 |
0,19625 |
1413 |
1060 = 530 |
848 = 424 |
|
450 |
0,159 |
1145 |
859 |
687 |
|
400 |
0,1256 |
904 |
678 |
543 |
|
350 |
0,0960 |
691 |
518 |
415 |
|
300 |
0,07085 |
510 |
383 |
306 |
Продовження таблиці 3.5
|
D |
|
Швидкість руху повітряно-водяної суміші, м/с |
||
|
6 |
4 |
3 |
||
|
Подача суміші = повітря + рідина, м3/год при Q/q=1 |
||||
|
500 |
0,19625 |
4239=2120+2120 |
2826=1413+1413 |
1040=520+520 |
|
450 |
0,159 |
3434=1717+1717 |
2290=1145+1145 |
1717=858+858 |
|
400 |
0,1256 |
2713=1356+1356 |
1809=905+904 |
1356=678+678 |
|
350 |
0,0960 |
2074=1037+1037 |
1382 =691+691 |
1037=518+518 |
|
300 |
0,07085 |
1531=766+765 |
1020=510+510 |
765=382+383 |
Продовження табл. 3.5
|
D |
|
Швидкість руху повітряно-водяної суміші, м/с |
||
|
6 |
4 |
3 |
||
|
Подача суміші = повітря + рідина, м3/год при Q/q=2 |
||||
|
500 |
0,19625 |
4239=2826+1413 |
2826=1884+942 |
2120=1413+707 |
|
450 |
0,159 |
3434=2289+1145 |
2290=1527+763 |
1717=1144+572 |
|
400 |
0,1256 |
2713=1809+904 |
1809=1206+603 |
1356=904+452 |
|
350 |
0,0960 |
2074=1383+691 |
1382=921+461 |
1037=691+346 |
|
300 |
0,07085 |
1531=1020+510 |
1020=680+340 |
765=510+255 |
