Эксперт
Сергей
Сергей
Задать вопрос
Мы готовы помочь Вам.

Цель работы: приобретение навыков расчета напорного гидроциклона для очистки сточных вод.

Задание: рассчитать конструкцию напорного гидроциклона по индивидуальному варианту.

Исходные данные по индивидуальным вариантам представлены в таблице 1 .

 

 

Таблица 1 – Исходные данные

Номер варианта Расход сточной воды

Q, м3/ч

 Давление на входе в гидроциклон Рпит, МПа Крупность частиц

δ, мкм
1 2,0 0,15 8 — 25
2 2,2 0,15 8 — 25
3 2,4 0,15 8 — 25
4 2,6 0,15 8 — 25
5 2,8 0,15 8 — 25
6 3,0 0,20 10 — 30
7 3,2 0,20 10 — 30
8 3,4 0,20 10 — 30
9 3,6 0,20 10 — 30
10 3,8 0,20 10 — 30
11 4,0 0,25 15 — 35
12 4,2 0,25 15 — 35
13 4,4 0,25 15 — 35
14 4,6 0,25 15 — 35
15 4,8 0,25 15 — 35
16 5,0 0,30 18 — 40
17 5,2 0,30 18 — 40
18 5,4 0,30 18 — 40
19 5,6 0,30 18 — 40
20 5,8 0,30 18 — 40
21 6,0 0,35 20 — 50
22 6,2 0,35 20 — 50
23 6,4 0,35 20 — 50
24 6,6 0,35 20 — 50
25 6,8 0,35 20 — 50
26 7,0 0,40 25 — 60
27 7,2 0,40 25 — 60
28 7,4 0,40 25 — 60
29 7,6 0,40 25 — 60
30 7,8 0,40 25 — 60
Для всех вариантов: 1) плотность частиц ρч = 2650 кг/м3;

2) плотность жидкости (воды)  ρ = 998 кг/м3 ;

3) динамическая вязкость жидкости (воды) μж = 1,005×10-3 Па×с.

 

 

 

Методика расчета

Напорный гидроциклон представляет собой аппарат, состоящий из цилиндрической и конической частей (рисунок 1).

screenshot 47 2

Рисунок 1 —  Схема напорного гидроциклона

Сточная вода под давлением поступает по тангенциально рас­положенному вводу в верхнюю часть цилиндра и приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил твердые частицы перемещаются к стенкам аппарата и концентрируются во внешних слоях вращающегося потока. Затем они перемещаются по спиральной траектории вдоль стенок гидроциклона вниз к выходному патрубку. Очищенная вода удаляется через верхний патрубок.

Конструктивные размеры напорных гидроциклонов подбирают в зависимости от количества сточных вод, крупности задерживаемых частиц δ и их плотности.

Для выделения из сточных вод мелкодисперсных механических примесей и сгущения осадка рекомендуется применять напорные гидроциклоны, представленные в табл. 2:

 

Таблица 2 – Основные размеры

 

Технические параметры

 Размеры основных узлов и деталей
Тип гидроциклона
ГН-25 ГН-40 ГН-60 ГН-80 ГН-100
Диаметр:

цилиндрической

части D, мм;

 

питающего патрубка

dпит, мм;

 

сливного патрубка

dсл, мм;

 

шламового патрубка dшл, мм

  

25

 

 

4, 6, 8

 

 

5, 8, 12

 

 

3, 4, 5

 

  

40

 

 

6, 8, 12

 

 

8, 12, 16

 

 

4, 5, 6

 

  

60

 

 

8, 12, 16

 

 

12, 16, 20

 

 

5, 6, 8

 

  

80

 

 

10, 12, 16, 20

 

16, 20, 32

 

 

6, 8, 10, 12

 

  

100

 

 

12, 16,

20, 25

 

20, 32, 40

 

 

8, 10, 12, 16
Угол конусности кони-ческой части α, град

 

Высота цилиндрической части Нц, мм

 

Объемная производи-тельность Qпит, м3/ч, при Р = 0,1 МПа

 

Граничная крупность разделения δгр, мкм

 5, 10, 15

 

 

25, 50, 75, 100

 

0,3 — 1,1

 

 

 

2,3 — 64

 5, 10, 15

 

 

40, 60, 80, 120, 160

 

0,6 — 2,2

 

 

 

2,3 — 84,9

 

 5, 10, 15, 20

 

60, 120, 180, 240

 

1,1 — 3,7

 

 

 

3,4 — 92,9

 5, 10, 15, 20

 

80, 160, 240, 320

 

1,8 — 6,4

 

 

 

4,3 — 103,0

 

 10, 15, 20

 

 

100, 200, 300, 400

 

2,7 — 10,1

 

 

 

6,1 — 150

 

 

Для выбора типа гидроциклона, представленного в таблице 2, можно воспользоваться рекомендациями (таблица 3).

Таблица 3 – Типы гидроциклонов

Диаметр гидро-циклона D, мм 25 40 60 80 100 125
Крупность частиц δ, мкм (табл. 1) 8 — 25 10 — 30 15 — 35 18 — 40 20 — 50 25 — 60

25 — 60

Производительность напорного гидроциклона Qпит, м3/ч, при выбранных геометрических размерах определяется по формуле:

, (1)

 

где dпит, dсл – диаметры патрубков для подачи сточной и слива очищенной воды (табл. 2), мм;

ΔP – потери давления в гидроциклоне, ΔP = 0,1- 0,2 МПа.

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

Число гидроциклонов принимается в соответствии с n = Q/Qпит , где Q – расход сточной воды (табл. 1).

Скорость осаждения (гидравлическую крупность) частиц wo, мм/с, находят по упрощенной формуле:

, (2)

где    D – диаметр цилиндрической части гидроциклона (табл. 2), м;

Q – Производительность гидроциклона (табл. 1), м3/с;

 k – Коэффициент, учитывающий влияние концентрации примесей и турбулентность потока; для агрегативно-устойчивых суспензий с небольшой концентрацией k = 0,04;

а – коэффициент, учитывающий затухание тангенциальной скорости, а = 0,45.

Расход шлама Qшл , м3/ч, определяют по формуле:

,             (3)

где    dпит – диаметр патрубка для подачи сточной воды (таблица 2), мм;

dшл – диаметр патрубка для удаления шлама (таблица 2), мм;

dсл – диаметр патрубка для слива очищенной воды (таблица 2), мм;

D – Диаметр цилиндрической части гидроциклона (таблица 2), мм;

Нц – высота цилиндрической части гидроциклона (таблица 2), м;

α – угол конусности конической части гидроциклона (таблица 2), град;

Рпит – давление на входе в гидроциклон (таблица 1), МПа.

Содержание отчета

Отчет по практической работе должен содержать:

1) титульный лист;

2) задание с исходными данными;

3) схему аппарата;

4) расчет аппарата;

5) итоговую таблицу, содержащую конструктивные параметры;

6) письменные ответы на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы:

  1. Типы гидроциклонов.
  2. Достоинства гидроциклонов.
  3. Дайте понятия процессов коагуляции и флокуляции.

 

 

Была ли полезна данная статья?
Да
61.19%
Нет
38.81%
Проголосовало: 1108

или напишите нам прямо сейчас:

⚠️ Пожалуйста, пишите в MAX или заполните форму выше.
В России Telegram и WhatsApp блокируют - сообщения могут не дойти.
Написать в MAXНаписать в TelegramНаписать в WhatsApp