Расчет скорых безнапорных фильтров с однослойной загрузкой

продолжительность рабочего фильтроцикла, обычно принимается равной 8–12 ч при нормальном режиме и не менее 6 ч при форсированном режиме работы фильтра;

t₃ – продолжительность сброса первого фильтра в сток.

 ч.

Теперь определим расход воды на промывку фильтра

.

Теперь можно определить площадь поперечного сечения желоба, м²

 м².

4.2.3 Расчет сборного канала

Загрязнённая промывная вода из желобов фильтра свободно изливается в сборный канал, откуда отводится в сток.

Поскольку фильтр имеет площадь F₁=30,49 м² < 40 м², то его устраивают с боковым сборным каналом, непосредственно примыкающим к стенке фильтра.

При отводе промывной воды с фильтра сборный канал должен предотвращать создание подпора на выходе воды из желобов.

Поэтому расстояние от дна желоба до дна бокового сборного канала         , м, должно быть не менее

,                                

где  q_кан – расход воды в канале, м³/с, принимаемый равным 0,3811 м³/с;

b_кан – допустимая минимальная ширина канала, принимается равной 0,7 м;

 м.

Площадь поперечного сечения сборного канала , м², составит

 м².

Тогда скорость движения воды в конце сборного канала , м/с, будет

.

 м/с.

Это отвечает рекомендуемой минимальной скорости, равной 0,8 м/с.

4.2.4 Определение потерь напора при промывке фильтра

Потери напора слагаются из следующих величин:

а) потери напора в отверстиях труб распределительной системы фильтра , м

, где  v_кол  – скорость движения воды в коллекторе, м/с;

v_p.т.  – скорость движения воды в распределительных трубах, м/с;

α  – отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения коллектора,

.

Для данного примера при v_кол = 1,28 м/с и v_p.т =1,3 м/с.

 м.

б) потери напора в фильтрующем слое , м, высотой H_ф по формуле А. И. Егорова

, где  a и b –  параметры, равные для песка с крупностью зёрен 0,5–1 мм а = 0,76 и b = 0,017.

 м.

в) потери напора в гравийных поддерживающих слоях высотой Н_п.с. по формуле В.Г. Турчиновича

.

Для данного примера Н_п.с. = 0,5 м.

 м.

г) потери напора в трубопроводе, подводящем промывную воду к общему коллектору распределительной системы.

При d_кол = 600 мм, q = 381,13 л/с и v_кол = 1,28 м/с гидравлический уклон       i = 0,00327. Тогда потери , м, можно определить по формуле

, где l – общая длина трубопровода, м, для расчёта принимается l = 100 м.

 м.

д) потери напора на образование скорости во всасывающем и напорном патрубках насоса для подачи промывной воды , м

.

При двух одновременно действующих центробежных насосах 12НДс, каждый из которых подает 50% расхода промывной воды, т.е. по 200 л/с, скорость в патрубках насоса d = 300мм составит v = 2,75 м/с.

 м.

е) потери напора на местные сопротивления в фасонных частях и арматуре , м

Коэффициенты местных сопротивлений равны: ζ₁=0,984 для колена; ζ₂=0,26 для задвижки; ζ₃=0,5 для входа во всасывающую трубу и ζ₄=0,92 для тройника.

 м.

Полная сумма потерь напора , м, составит

 м.

Геометрическая высота подъёма воды h_г, м, от дна резервуара чистой воды до верхней кромки желобов над фильтром

м .

где  0,62 м  – высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки;

1,20 м – высота загрузки фильтра;

4,50 м – глубина воды в резервуаре.

Напор, ,м, который должен развивать насос при промывке фильтра, равен

, где h_з.н. – запас напора (на первоначальное загрязнение фильтра и т.п.), принимается h_з.н. = 1,5 м.

 м.

4.2.5 Подбор насосов для промывки фильтра

Для подачи промывной воды в количестве 381,13 л/с принято