Устройство для безреагентного удаления примесей воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 628.16

Устройство для безреагентного удаления примесей воды

Чеснокова Елена Вадимовна1, Калякин Александр Михайлович2

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.»1

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.»2

Аннотация

В работе описана экспериментальная установка для изучения влияния электростатического поля при очистке жидкости. Рассмотрен метод гидравлического расчета спирального змеевика. Приведен график зависимости корректирующего коэффициента от перепада давления в змеевике .

Ключевые слова. Спиральный змеевик, уравнение Бернулли, разница давлений, потери на местные сопротивления, взаимное влияние сопротивлений.

электростатический очистка жидкость змеевик

Device for removing impurities from water by non-reagent

Chesnokova Elena1, Kalyakin Alexander2

Yuri Gagarin Saratov State Technical University, Russian Federation, Saratov1

Yuri Gagarin Saratov State Technical University, Russian Federation, Saratov2

Abstract. The paper describes the experimental setup for the study of the influence of the electrostatic field in cleaning fluid. The method of hydraulic design of the spiral coil. The schedule of dependence correction coefficient on the pressure drop in a spiral coil

Key words: spiral coil, The Bernoulli equation, pressure difference, loss of local resistance, the mutual influence of resistance.

В настоящее время существуют два типа методов очистки природной воды от примесей и микроорганизмов - реагентные и безреагентные.

Если с помощью безреагентных методов может быть достигнута цель очистки, то применяют их, так как при этом не нужны реагенты и экологическая обстановка не нарушается. Кроме того, остатки реагентов не присутствуют в очищенной воде.

Безреагентные методы основаны на воздействии физических полей.

Одним из наиболее перспективных методов воздействии на примеси различного вида в природной воде является создание в ее объеме (движущимся или покоящимся) электростатического поля определенной напряженности. Одной из задач поэтому при очистке от частиц загрязнений является придание частицам заряда.

При обеззараживании, возможно, имеет решающее значение непосредственно напряженность поля.

Экспериментальная установка для изучения влияния электростатического поля при очистке жидкости была создана в лаборатории кафедры «Теплогазоснабжение, вентиляция, водообеспечение и прикладная гидрогазодинамика» СГТУ имени Гагарина Ю.А. Прототипом ее послужило устройство, принцип действия которого изложен в [1].

Основу установки представляет полипропиленовая трубка, навитая на тонкостенный пластмассовый цилиндр. Таким образом, трубка свита в цилиндрический змеевик (рис. 1).

Рис. 1 Змеевик

1 - полиэтиленовая трубка, 2 - каркас

Принцип работы данной установки состоит в следующем: поток жидкости увлекает частицы примеси в своем движении по спирали, частицы под действием центробежной силы скользят по внутренней поверхности трубы. За счет трения происходит их электризация, в результате чего они приобретают электрический заряд.

В дальнейшем в отстойнике специального типа необходимо будет создать электростатическое поле для сбора заряженных частиц.

Гидравлический расчет цилиндрического змеевика, в котором существует установившийся изотермический поток несжимаемой реальной жидкости принципиально ничем не отличается от полученного известного уравнения для расчета простого трубопровода [2] и заключается в получении из уравнения Бернулли и формул для потерь уравнение, связывающее разность давлений в начале и в конце змеевика, расхода в нем и диаметра труб; кроме того в уравнение входят геометрические характеристики змеевика.

Потери складываются из потерь по длине и местных

, (1)

где - коэффициент гидравлического трения, - длина трубы всего змеевика, - диаметр трубы, - средняя скорость, - число секций в змеевике, - коэффициент местного сопротивления одной секции.

Из [3] по формуле Б.Б. Некрасова следует, что коэффициент местного сопротивления одной секции

, (2)

где - диаметр трубы, - радиус закругления.

Нами при расчете принято, что не зависит от числа , а коэффициент без ущерба для точности равен 0,02 (как при оценочных расчетах).

Тогда после элементарных преобразований

. (3)

В данном случае имеем следующие значения для конкретного змеевика, рис. 1: =0,015 м; =0,04 м; =24; =1000 кг/м3; =0,02, тогда =0,322.

И окончательно

. (4)

В последнем соотношении не учтено взаимное влияние местных сопротивлений, которыми являются кольца змеевика (его секции), поэтому, чтобы формула (4) отвечала действительным значениям расхода и разности давлений необходимо было провести опыты со змеевиком.

В результате каждого опыта при известных расходе и разности давлений был определен числовой коэффициент , корректирующий формулу (7).

Таблица - Зависимость коэффициента от перепада давления

Рис. 2. График зависимости коэффициента от перепада давления

Этот коэффициент, как показали эксперименты с конкретным змеевиком, изменяется в зависимости от разности давлений и график этой зависимости приведен на рис. 2.

Используя этот график возможно из (4) определить расход в трубе данного змеевика при давлениях от 0,25 ат до 1,7 ат по формуле

. (5)

Библиографический список

1. А.с. 218119, МПК В 01d, опубл. 17.05.1968г., бюл. №17.

2. Калякин А.М. Гидравлические расчеты трубопроводов. Истечение жидкости через отверстия и насадки. Гидродинамическое моделирование: конспект лекций по курсу «Гидравлика» для студ. всех спец. / А.М. Калякин. - Саратов: СГТУ, 2004 г. Ч. 4. - 2004. - 56 с.

3. Альтшуль А.Д. Гидравлика и аэродинамика. Основы механики жидкости: учеб. пособие / А.Д. Альтшуль, П.Г. Киселев. - изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1975. - 327 с.

Размещено на Allbest.ru