Wymiarowanie komór szybkiego mieszania.

2.1 Dane wyjściowe.

Q_d= 25500 [m³/d]

Q_h= Qd/24=25500/24=1062,5 [m³/h]

Q = Q_h/3600=1062,5 /3600= 0,295 [m³/s]

gdzie: Q_d- przepływ na dobę

Q_h- przepływ na godzinę

Q- przepływ na sekundę

Przyjmujemy następujący układ.

(celowo zmniejszona ilość armatury oraz rurociągów poprzez połączenie obu komór szybkiego mieszania w celu zmniejszenia kosztów instalacji.)

2.2 Obliczenie sumarycznej objętości komór.

V_KSM=t_KSM[s]*Q[m³/s]=60*0,295=17,7[m³]

gdzie:V_KSM- objętość komór

t_KSM[s]-czas zatrzymania, przyjmujemy 60s

2.3 Obliczenie objętości pojedynczej komory.

V_KSM1=V_KSM/n_KSM=17,7/2=8,85 m³

gdzie:V_KSM1 -objętość pojedynczej komory

n_KSM -ilość komór, przyjmujemy 2

Zakładamy, że komory szybkiego mieszania mają kształt walca w którym centralnie umieszczone jest mieszadło na pionowym wale. Zakładamy również, że komora ma głębokość czynną zbliżoną do średnicy, czyli:

H_KSM = D_KSM

V_KSM1=( Π *D²*H)/4= (Π*D³)/4

D=³√(4* V_KSM1 )/Π=2,25m

Przyjęto:

H_KSM =2,25m

D_KSM =2,25m

2.4 Obliczenia rzeczywistej objętości komór.

V_KSM1= (Π *D³)/4=( Π *2,25³)/4=8,94 m³

V_{KSM1 obliczeniowa} =8,85 m³

V_{KSM1 rzeczywista} =8,94 m³

Na przyjętym stopniu uproszczenia różnica mieści się w dpouszczalnej

2.5 Elementy składowe komory szybkiego mieszania:

I. Koryto obwodowe

-założenie: b_k=h_k

V_k=0,6m/s

-obliczenie powierzchni przekroju poprzecznego koryta;

F_k=Q/(2*V_k)= 0,295/(2*0,6)=0,246m²

gdzie:F_k- powierzchnia przekroju poprzecznego koryta

V_k- prędkość wody w korycie

b_k=h_k=√ F_k =0,50m

h_k=F_k/0,5=0,246/0,5=0,492m

Przyjęto: b_k=0,50 m

h_k=0,50 m

II. Otwory przelewowe

-założenie: średnica otworów przelewowych φ=0,1 m

prędkość wody w otworach V₀=1,0 m/s

Obliczenie sumarycznej powierzchni otworów w jednej komorze.

Σfo=(0,5*Q)/ V₀=(0,5*0,295)/1=0,148 m²

2.6 Obliczenie ilości otworów.

n₀=(4*Σf_o)/ (Π*φ²)=(4*0,148)/( Π*0,1²)=18,80 sztuk

Przyjmujemy n₀=19 otworów.

2.7 Obliczenie odległości pomiędzy osiami otworów.

e= (Π*D_KSM )/n₀= (Π*2,25)/19=0,37 m

III. Przewody doprowadzające.

1. Przewód doprowadzający główny.

D=√(4*Q)/(Π*V)

Dn600

gdzie: V-prędkość wody w [m/s], przyjęto 1 m/s

Q- wydajność w [m³/s]

Przyjęto średnice 600mm

b) Przewód doprowadzający do pojedynczej komory.

Dn400

Przyjęto średnice 400mm

2.8 Mieszadło.

Na podstawie wyliczonych danych, szerokości komory D_KSM=2,25m, wysokości komory H_KSM=2,25m oraz objętości komory V_KSM1=8,94m³ dobieramy mieszadło VRE 3030-A190,

o następujących parametrach:

H=1900 mm,

HT=2090 mm,

D=1000 mm

Moc silnika=1,1kW

Moc mieszania=0,34kW

Wymiarowanie komór wolnego mieszania (flokulacji).

Przyjęto następujący układ

Parametry projektowania komór flokulacji.

t_KF=30min

t _awarii= 25min

głębokość = 4m

Kształt pojedynczej komory jest w rzucie kwadratem.

B_KF=L_KF

2.9 Obliczenie sumarycznej objętości komór.

V_KF=t_KF*Q[m³/s]=25*60*0,295[m³/s]=442,71[m³]

Przyjęto ilość komór n_KF=6

Objętość pojedyńczej komory V_KF1 = V_KF/n_KF=442,71/6=73,8m³

2.10 Obliczamy powierzchnię komory z zależności pomiędzy obj. komory a powierzchnią rzutu.

F_KF1=V_KF1/H_KF1=74/4=18,5 m²

Zakładamy, że B_KF1=√F_KF1=√18,5=4,30 m

Przyjęto B_KF1=L_KF1=4,30 m

Sprawdzamy objętość rzeczywistą.

V rzeczywistą=B_KF1*L_KF1*H_KF1=4,3*4,3*4=74 m³

Praca w warunkach awarii.

Sprawdzenie pracy w warunkach awarii (jedna z komór flokulacji jest wyłączona pozostałe przejmują jej funkcje)

t_awari=[((n_KF-2)*V_{KFrzeczywista})/Q]*60= =16,72 min

Przyjęty układ zapewnia prawidłową pracę także w warunkach awarii.

2.11 Obliczenie średnic przewodów doprowadzających i odprowadzających:

Przyjęte prędkości:

*dla przewodów doprowadzających 1,2 [m/s]

*dla przewodów odprowadzających 0,8 [m/s]

D=√(4*Q)/(Π*V)

V _rzeczywiste= (4*Q)/(II*D²)

Przewody doprowadzające:

D₁=600mm Dn600

D₂=500mm Dn500

D₃=350 mm Dn350

Przewody odprowadzające:

D₄=60 0mm Dn600

D₅=900mm Dn900

D₆=1200mm Dn 1200

2.12 Mieszadło.

Na podstawie wyliczonych danych, szerokości komory B_KF1 =4,30 m i wysokości komory H_KF1=4 m dobieramy mieszadło FRE 3000, o następujących parametrach:

H=3300 mm,

HT=3750 mm,

D=3000 mm.