ертханалық жұмыс № 16

Тік тұндырғыштың жұмысын талдау

Жұмыстың мақсаты: Суспензияны тұндырғышта гравитациялық тұндыру әдісі арқылы бөлу процесімен танысу, тәжірибе жүзінде тұндырғыштың жұмыс істеу тиімділігін анықтау.

16.1. Теориялық бөлім

Ағын судан қатты және сұйық қоспаларды бөлуге арналған көптеген аппараттардың жұмысы тұндыру процесінің гидродинамикалық заңдылықтарына негізделген.

Тұндыру аппаратының өлшемдерін есептеу қатты және сұйық бөлшектердің тұну жылдамдығын W_т (гидравликалық ірілік) анықтауға негізделген. Тұну жылдамдығы көптеген факторларға тәуелді: бөлшек диаметрі d_э , олардың пішіндері, тығыздылығы ρ_қ, судың орта тығыздығы ρ_с, тұтқырлығының динамикалық коэффициенті μ_с , жылдамдығы u, ортаның бөлшекті айнала ағу ерекшелігі, гидравликалық кедергі және т.б.

Бөлшектердің еркін және сығылыса тұнуын ажыратады. Еркін тұну бөлшектердің көлемдік концентрациясы 5% -тен аспайтын сұйытылған суспензияларды және газды қоспаларда байқалады. Бұл кезде тұнып келе жатқан бөлшектер бір-біріне ешқандай ықпал етпейді.

Архимед (Аr) және Рейнольдс (Re) ұқсастық сандарының өзара интерполяциялық жартылай эмпирикалық тәуелділігін, жеке бөлшектің тұну жылдамдығын жуықтап анықтау үшін, барлық ағу режимдерінде мына түрде жазуға болады:

(16.1)

мұнда: (16.2)

(16.3)

Бұл тәуелділікті қолдану үшін алдымен бөлшектің белгілі диаметрі бойынша (16.3) теңдеуден Аr санының мәні есептелінеді, сонан кейін саны Re (16.1) теңдеуінен анықталып, (16.2) теңдеуден бөлшектің тұну жылдамдығы анықталады:

(16.4)

Техникалық есептеулерге Лященко Ly (Лященко саны) ұқсастың санымен Архимед Аr ұқсастық сандарының графикалық тәуелділігі ыңғайлы.

(16.5)

Бөлшектің белгілі диаметрі бойынша Аr саны есептелінеді, сонан кейін график бойынша Ly=f(Ar) /2, сур. 16.1/ Ly ұқсастық саны анықталады және оның мәні бойынша бөлшектің тұну жылдамдығы ω_Т табылады.

Әдетте бөлшектердің пішіндері қырланған, овал пішінді, жалпақ және т.б. болып келеді. Олардың тұну жылдамдықтары шар тәрізді бөлшектердің жылдамдықтарынан кіші болады. Сондықтан бөлшектердің тұну жылдамдықтарын шар тәрізді бөлшектердің тұну жылдамдықтарын түзету коэффициентіне φ (пішін факторына) көбейту арқылы анықтайды

(16.6)

Мысалы овал пішінді бөлшекке φ = 0,77, қырланған бөлшекке φ = 0,66, жалпақ бөлшекке φ = 0,43.

Бөлшектердің ортадағы концентрациясы өскенде, олардың сығылыса тұнуы байқалады. Бұл кезде бөлшектердің өзара үйкелуі және соқтығысуы нәтижесінде олардың тұну жылдамдығы еркін тұнуға қарағанда азаяды.

Жуықтап есептеулерде бөлшектердің сығылыса тұнуы кезіндегі жылдамдығын еркін тұну кезіндегі теориялық жылдамдықтың жартысына тең деп қабылданады:

ω_ст = 0,5·ω _т (16.7)

Сонда тұндырғыштың тұну беті.

(16.8)

мұнда: V – тұндырғыштың өнімділігі немесе суспензия шығыны.

Тұндырғышта бөлшектердің тұну тиімділігін мына тәуелділікпен анықтайды:

(16.9)

Мұнда: С_б - С_с - бөлшектердің бастапқы және соңғы концентрациялары.

1. Зертханалық қондырғының сипаттамасы

Зертханалық қондырғының ықшам кескіні 1 суретте көрсетілген.қондырғы негізгі тұндыру аппаратынан 1, екі көмекші сыйымдылықтардан II және III, насостан Н тұрады.

Алғашқы суспензия тегеурін сыйымдылықтан II құбыр арқылы тұндырғышқа беріледі. Суспензия мөлшері К₁ кранымен реттеледі. Сонан соң суспензия тұндырғыштың орталық құбыры арқылы өтіп, салмақ күші әсерінен екіге бөлінеді: тазаланған суспензия және тұнба. Тазаланған тұнба аспалы қалқа арқылы сақиналы сыйымдылыққа жиналып, құбыр 2 арқылы III сыйымдылыққа беріледі. Тұнба К₂ кран арқылы III сыйымдылыққа түседі. Өндірістік жағдайда тұнба сүзгілерге беріледі. Зертханалық жағдайда тазаланған суспензия және тұнба қайта араластырылып, алғашқы суспензия дайындалады және ол насос Н арқылы тегеурін сыйымдылыққа II беріледі. Қондырғыны электрқозғалтқышты басқару түймесі іске қосылады.