Скорые безнапорные фильтры. Расчет распределительной системы фильтра. Определение потерь напора при промывке фильтра

10 Скорые безнапорные фильтры

Общую площадь F_ф следует определять по формуле:

                              (88)

где     Q_сут – полезная производительность станции, м³/сут;

      Т_ст – продолжительность работы станции в течение суток, ч;

      ν_р.н – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

      n_пр – число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме                   эксплуатации;

w_пр – интенсивность промывки, л/с·м²;

t₁ – продолжительность промывки, 7 – 8 мин.ч;

t₂ – время простоя фильтра в связи с промывкой, принимаемое для  фильтров, промываемых водой – 0,33 ч.

Подставляя численные значения:

м².

Количество фильтров определятся по формуле:

.                                                       (89)

Подставляя численные значения:

шт.

Площадь одного фильтра:

м².

Принимаем 12 фильтров площадью 54м², размером в плане 6x9 м.

Скорость фильтрования воды при форсированном режиме составит:

 м/ч,                                              (90)

где     N₁ – число фильтров, находящихся в ремонте;

v_ф – скорость фильтрования при форсированном режиме, м/ч.

Подставляя численные значения:

м/ч.<12м/ч.

          Следовательно, скорость фильтрования при форсированном режиме отвечает требованиям.

Общая высота фильтра равна:

,м,                                       (91)

где     Н_п – общая высота поддерживающих слоев, м;

Н_з – высота фильтрующего слоя, м;

Н_в – высота воды над загрузкой, м;

Н_доп – дополнительную высота, принимаем конструктивно 1м;

h_к– превышение строительной высоты фильтра над уровнем воды,0,5м.

Общая высота поддерживающих слоев, высота фильтрующего слоя, высота воды над загрузкой принимается согласно данным справочной литературы .

Подставляя численные значения:

м.

10.1 Расчет распределительной системы фильтра.

Количество промывной воды:

q_пр=w_пр·F₁, л/с,                                               (92)

где     F₁ – площадь одного фильтра, м².

Подставляя численные значения:

q_пр=17∙54=935л/с.

Находим диаметр канала фильтра d_к=1000мм, отвечающий скорости движения воды ν = 1,19м/с.

Размеры нижнего сечения центрального канала А и Н_к:

А = Н_к = d_к + 0,2, м,                                           (93)

где  0,2 – величина, необходимая для нормальной заделки технологического трубопровода в стенку канала, м.

Подставляя численные значения:

А=1+0,2=1,2м.

      Общая площадь отверстий в этой трубе находится по выражению:

 м²,                                                 (94)

где  P – отношение суммарной площади отверстий к площади фильтра,   принимаемое равным 0,5-0,6 %;

F₁ – площадь фильтра, м².

Подставляя численные значения:

м².

Приняв диаметр отверстий d₀ = 40мм, определяют их количество на трубе:

 шт,                                                 (95)

где     d₀  - необходимо выразить в м.

Подставляя численные значения:

шт.

Количество распределительных труб в фильтре определяется  по выражению:

 шт,                                                          (96)

где    l₁ – расстояние между осями труб ответвлений, принимаемое равным 0,5м.

В - ширина фильтра,м;

Подставляя численные значения:

шт.

Длина распределительных боковых ответвлений с центральным каналом определяется по выражению:

 м.                                                 (97)

где     l - длина фильтра,м.

          Подставляя численные значения:

м.

Диаметр распределительных боковых ответвлений определяется по расчетному расходу:

 л/c.                                               (98)

Подставляя численные значения:

 л/c.

Принимаем диаметр распределительных боковых ответвлений равный 0,25м, который соответствует скорости 1,6м/с.

Количество отверстий на одной трубе равно:

 шт.                                                 (99)

Подставляя численные значения:

шт.

Расстояние между осями отверстий определяется по формуле:

м.                                                    (100)

Подставляя численные значения:

м.

 

Расчет устройств для сбора и отвода воды при промывке фильтра.

Расход воды по одному желобу:

л/с                                                    (101)

где     n_ж - количество желобов, равное 3.

Подставляя численные значения:

л/с.

Ширину желоба В_жел надлежит определять по формуле:

 м,                                               (102)

где   а – отношение высоты прямоугольной части желоба к половине его ширины, принимаемое от 1 до 1,5;

К– коэффициент, принимаемый равным: для желобов с полукруглым  лотком – 2.

Подставляя численные значения:

м,

Конструктивная высота желоба:

м                                                  (103)

где     σ - толщина стенки желоба, 0,3м.

Подставляя численные значения:

 

м

В фильтрах со сборным каналом расстояние от дна желоба до дна канала H_кан следует определять по формуле:

, м,                                    (104)

где     q_кан – расходы вод по каналу, 0,935м³/с;

В_к – ширина канала, м.

Подставляя численные значения:

м.

10.2 Определение потерь напора при промывке фильтра.

Потери напора в центральном коллекторе (канале) и распределительных системах из перфорированных труб рекомендуется определять по формуле:

 м,                                              (105)

где     υ_к – скорость в начале коллектора, м/с;

υ_р – средняя скорость в распределительных трубах, м/с;

ξ – коэффициент гидравлического сопротивления.

Коэффициент сопротивления определяется:

–

                                                  (106)

где  к – отношение суммы площадей всех отверстий распределительной системы к площади сечения центрального коллектора, равное 1,415.

Подставляя численные значения:

          Тогда потери напора в центральном канале и распределительных системах из перфорированных труб:

м.

В гравийных поддерживающих слоях потери напора:

, м,                                                 (107)

где    H_гр – высота гравийных поддерживающих слоев, м;

w_пр – расчетная интенсивность промывки, л/с·м².

Подставляя численные значения:

м.

Потери напора в фильтрующем слое определяются по формуле: