báo cáo chuyên đề Bể trộn cơ khí

1 KHOA MÔI TRƯỜNG BẢO HỘ LAO ĐỘNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP Chuyên đề BỂ TRỘN CƠ KHÍ 2 Giới thiệu bể trộn cơ khí Cấu tạo Nguyên lý hoạt động Bài tập tính toán thiết kế bể trộn cơ khí NỘI DUNG TRÌNH BÀY Khái niệm Khuấy trộn cơ khí là sử dụng năng lượng cánh khuấy để tạo ra dòng chảy rối Cánh khuấy trộn được chế tạo dưới nhiều hình dạng khác nhau như cánh quạt hoặc mái chèo, phụ thuộc vào mục đích sử dụng Mục đích làm tăng năng suất của quá trình khuấy tiết kiệm thời gian trong quá trình trộn Việc khuấy t.

KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP Chuyên đề BỂ TRỘN CƠ KHÍ NỘI DUNG TRÌNH BÀY Giới thiệu bể trộn khí Cấu tạo Ngun lý hoạt động Bài tập tính tốn thiết kế bể trộn khí GIỚI THIỆU VỀ BỂ TRỘN CƠ KHÍ Khái niệm: Khuấy trộn khí sử dụng lượng cánh khuấy để tạo dòng chảy rối Cánh khuấy trộn chế tạo nhiều hình dạng khác cánh quạt mái chèo,… phụ thuộc vào mục đích sử dụng Mục đích: làm tăng suất trình khuấy tiết kiệm thời gian trình trộn Việc khuấy trộn tiến hành bể trộn hình vng hình trịn với tỷ lệ chiều cao chiều rộng 2:1 GIỚI THIỆU VỀ BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bể trộn khí cánh khuấy đặt trước trình xảy keo tụ tạo bơng Trong q trình xử lý nước, trình xử lý diễn nhanh hơn, người ta thường cho thêm hóa chất, dung dịch vào nước thải để trình diễn nhanh Phản ứng chúng lại xảy nhanh sau tiếp xúc với nước Vì cần phải khuấy trộn để phân phối nhanh hóa chất sau cho chúng vào nước, nhằm đạt hiệu xử lý cao CẤU TẠO 2.1 Mơ hình bể trộn khí CẤU TẠO 2.2 Các kiểu cánh khuấy 2.2.1 Cánh khuấy turbine Cánh khuấy turbine sơ đồ tạo dòng chảy thiết bị khuấy turbine Mỗi turbine thường có đến 16 cánh Tùy theo tính chất hỗn hợp lỏng (chủ yếu độ nhớt) mục đích khuấy trộn mà turbine dạng hở hay dạng kín cánh turbine thẳng, nghiêng hay cong Cấu tạo 2.1) Các kiểu cánh khuấy a) cánh khuấy tua-bin Các dạng cánh khuấy turbine a) Turbine cánh thẳng b) Turbine cánh nghiêng c) Turbine cánh cong hở d) Turbine cánh cong kín b) Cánh khuấy chân vịt Sơ đồ tạo dòng chảy thiết bị khuấy chân vịt loại cánh khuấy chân vịt NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Nguyên tắc: Nước hóa chất vào phía đáy bể, sau hòa trộn thu dung dịch mặt bể để đưa sang bể phản ứng Cánh khuấy cánh turbine cánh phẳng gắn trục quay Sơ đồ bể trộn dùng cánh khuấy khí NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG Ưu điểm: • Thời gian khuấy trộn ngắn (30-60s) nên dung tích bể lớn • Điều chỉnh cường độ khuấy trộn Nhược điểm: • Thiết bị phức tạp, u cầu trình độ quản lý cao • Tốn điện năng, thường khoảng 0,8 ÷ 1,5 kW/h/1000 m3 nước 10 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ 4.1 Các bước tính tốn Ø B1: Tính thể tích bể � = Qmax × � • Qmax lưu lượng nước lớn chảy vào bể, bao gồm lưu lượng nước hố chất Đơn vị ( m3/s ) • t thời gian lưu nước, chọn 45 – 90 (s) theo (TCXDVN 33:2006) • V thể tích bể trộn m3 Ø B2: Tính chiều cao diện tích đáy bể v Chiều cao bể : H = h0 + hbv ho Chiều cao lớp nước hbv Chiều cao bảo vệ ( chọn 0.3 – 0,5m) v Diện tích đáy bể: � Nếu bể hình vng F = =� ×� Nếu bể hình trịn F= � � � =� � 11 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Ø B3: Tính chiều cao chiều rộng chắn Tấm chắn có tác dụng ngăn cản dịng xoay nước Chiều cao Htc = H Chiều rộng Btc = � �� Ø B4: Tính tốn thiết bị khuấy � � Đường kính cánh khuấy: D ≤ a � � Chiều rộng cánh khuấy: D’= D � � Chiều dài cánh khuấy: L’ = � 12 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Ø B5: Năng lượng cần truyền vào nước Năng lượng cần truyền vào nước : P = µ G2 V (�) V: thể tích bể trộn ( m3 ) Ø B6: Tính cơng suất chọn máy khuấy phù hợp µ: độ nhớt động lực nước (N.s/� ) � -1 Công suất máy: � ′= G: gradient vận tốc (� ) � Các giá trị G cho trộn nhanh: ( Với n hệ số truyền động hay hiệu suất khuấy) Thời gian trộn t (s) Gradien G (s-1) 0,5 (trộn đường ống) 3500 10 – 20 1000 20 – 30 900 30 – 40 800 > 40 700 Công suất (kw) Tốc độ quay (vòng/ phút) 0,37 30; 45; 70; 110; 175 0,56 45; 70; 110; 175 0,75 45; 110; 175 1,12 45; 110; 175 1,50 70; 110; 175 Công suất motor có sẵn thị trường số vịng quay tương ứng (Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai) 13 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ 4.2 Tính tốn bể trộn khí Tính tốn thiết kế bể trộn khí cho trạm xử lý có cơng suất 26000m3/ngđ = 0,3 m3/s Ø Bước 1: Tính thể tích, chiều cao diện tích đáy bể Chọn thời gian lưu theo (TCXDVN 33:2006) : từ 45 – 90 (s) Chọn t = 90 (s) o o o o Thể tích bể trộn: � = � ×� = 0,3 x 90 =27 � Chọn thể tích bể trộn V = 27m3 Chiều cao lớp nước bể trộn h0 = 1,2 m Với hbv = 0,3m H = h0 + hbv = 1,5 m o Chọn bể trộn hình vng với diện tích : � 0.3 F = = � ×� =  = 0,25 � = 0,5� ×0,5� ℎ0 1.2 Vậy diện tích thực tế xây dựng V = 0,5 x 0,5 x 1,5 = 0,375m3 14 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Ø Bước 2: Tính chiều cao chiều rộng chắn Chiều cao chắn: Htc= 1,5 m 0.5 Chiều rộng chắn: Btc= � = = 0,05� 10 10 Bề dày chắn: 5mm Ø Bước 3: Tính tốn thiết bị khuấy trộn Chọn cánh khuấy turbine làm thép không gỉ, cánh nghiêng hướng xuống để đưa nước từ xuống Bên thiết kế chắn xung quanh mặt bể để ngăn chuyển động xoay nước 15 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Ø Bước 3: Tính tốn thiết bị khuấy trộn Đường kính cánh khuấy: D ≤ � = 0,5  2 = 0,25� Cánh khuấy đặt cách đáy :h = 0,25m Chiều rộng cánh khuấy: D’=  5 � = Chiều dài cánh khuấy: L =  � = 0.25 0.25 = 0,05m = 0,125� Chiều dày cánh khuấy 0,01m 16 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Ø Bước 4: Tính lượng cần truyền vào nước: Ta có: Thể tích bể trộn: V = 27m3 Độ nhớt động lực nước: 250C � = 0,89 10-3 � � /� G: gradient vận tốc (s-1), theo bảng chọn G =700 (� −1) , thời gian trộn 120 > 40s Thời gian trộn t (s) Gradien G (s-1) 0,5 (trộn đường ống) 3500 10 – 20 1000 20 – 30 900 30 – 40 800 > 40 700 � = � 2V� = 7002.0,3.0,89 10−3 = 131 � /� = 0.131kw 17 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Ø Bước 5: Tính cơng suất chọn máy khuấy phù hợp � � 0.131 0.8 Công suất máy: � ′ = = = 0,164 (� � ) Hệ số truyền động (hiệu suất khuấy): n = 80% Công suất (kw) Tốc độ quay (vòng/ phút) 0,37 30; 45; 70; 110; 175 0,56 45; 70; 110; 175 0,75 45; 110; 175 1,12 45; 110; 175 1,50 70; 110; 175 Chọn máy có cơng suất 0,37 kw với số vịng quay 110 vòng/phút Vậy chọn máy: máy hoạt động máy dự phịng Cơng suất motor có sẵn thị trường số vòng quay tương ứng 18 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bảng thống kê thơng số thiết yếu tính tốn bể trộn khí STT Thơng số Giá trị Đơn vị Thế tích bể trộn 27 m3 Chiều cao bể trộn 1,5 m Diện tích bể trộn 0,25 m2 Chiều cao chắn 1.5 m Chiều rộng chắn 0,05 m Bề dày chắn mm Đường kính cánh khuấy 0,25 m Chiều dài cánh khuấy 0,125 m Chiều rộng cánh khuấy 0,05 m 10 Chiều dày cánh khuấy 0,01 m 11 Chiều cao đặt cánh khuấy cách đáy 0,25 m 19 20 ... thiệu bể trộn khí Cấu tạo Ngun lý hoạt động Bài tập tính tốn thiết kế bể trộn khí GIỚI THIỆU VỀ BỂ TRỘN CƠ KHÍ Khái niệm: Khuấy trộn khí sử dụng lượng cánh khuấy để tạo dòng chảy rối Cánh khuấy trộn. .. khuấy tiết kiệm thời gian trình trộn Việc khuấy trộn tiến hành bể trộn hình vng hình tròn với tỷ lệ chiều cao chiều rộng 2:1 GIỚI THIỆU VỀ BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bể trộn khí cánh khuấy đặt trước q trình... 110; 175 Cơng suất motor có sẵn thị trường số vòng quay tương ứng (Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xn Lai) 13 TÍNH TỐN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ 4.2 Tính tốn bể trộn khí Tính tốn thiết kế bể trộn khí cho