3.4.1. Quy trình thử nghiệm
Các quy trình liên quan đến thí nghiệm đo giảm áp lực và miêu tả dòng chảy qua máy trộn SMX được trang bị bên trong một ống tròn trong suốt được dùng để thử nghiệm. Một sơ đồ của thiết bị thí nghiệm được trình bày trong Hình 2. Nước chảy bởi lực hấp dẫn từ bể cấp thông qua một ống miệng loe có chiều dài 35D trước khi đưa vào phần thử nghiệm và đi qua một chiều dài đường ống đầu ra là 20D. Kiểm soát lưu lượng bằng phương tiện của hai van kim. Tốc độ dòng chảy được đo tại đầu ra dưới van kim một xi lanh và một đồng hồ bấm giờ. Sự sụt giảm áp lực trong phần thử nghiệm được
đo bằng một áp kế nước nghiêng.
Vòi nước áp lực được đặt cách vách ngăn ở phần đầu ống một khoảng 1,5 D và cách vách ngăn cuối ống 1,5D. Vòi nước áp lực được gắn để quan sát dòng chảy trong ống. Dòng chảy được hình dung bằng cách bơm một loại thuốc nhuộm huỳnh quang (Fluorescen) ở phần đầu ống. Thiết lập bơm thuốc nhuộm bao gồm một buret để lưu giữ và kiểm soát dòng chảy, và dòng chảy thuốc nhuộm chảy ở trung tâm hình học của đường ống. Các đường ống được chiếu sáng bởi một bóng đèn huỳnh quang. Cấu trúc dòng chảy được chụp bằng một máy ảnh kỹ thuật số với độ phân giải 4.0 mega pixel.
3.4.2. Kết quả của thực nghiệm và tính toán các thông số của máy trộn tĩnh.
3.4.2.1. Hệ số ma sát
Thiết bị thử nghiệm đã chứng minh được bằng cách so sánh các yếu tố ma sát của một ống tròn thẳng không vách ngăn ( phương trình 1 ) với hệ số ma sát Darcy trong dòng chảy tầng ( phương trình 2 ) theo hệ số Reynolds.
f =
Trong đó: ΔP là giảm áp lực trên độ dài của phần kiểm tra, L, D đường kính ống, ρ mật độ của nước, và V vận tốc trung bình được xác định bằng tỷ lệ lưu lượng.
Sự đồng nhất giữa các kết quả thử nghiệm và công thức lý thuyết đã được báo cáo cho thấy sự chính xác của thiết bị thử nghiệm và các thiết bị đo đạc.
Hình 3.5. cho thấy ảnh hưởng của sự có mặt các số khác nhau của máy trộn SMX. Rõ ràng là trong các máy trộn tĩnh các yếu tố ma sát tăng đáng kể khi so sánh với ống mở. Tăng số lượng các yếu tố pha trộn cũng làm tăng yếu tố ma sát. Những kết quả này được dự kiến thay vì các tấm của máy trộn đại diện cho những trở ngại cho dòng chảy. Mặc dù cơ chế này phát huy trộn, nó làm tăng thiệt hại nhỏ cùng một lúc. Điều này được thể hiện trong hình 3.6.[9]
Hình 3.4: Máy trộn di động SMX™ có thể thay thế được [14]
3.4.2.2. Các yếu tố pha trộn và hệ số Reynolds
Các mẫu của dòng chảy trực quan được hiển thị trong hình 5. Hiệu quả của máy trộn là có thể quan sát được. Ngay cả khi chỉ có bốn yếu tố pha trộn được sử dụng (Hình 2.7 a, b, c & d ), rõ ràng là một dòng duy nhất của thuốc nhuộm cũng được trộn sau khi đi qua các yếu tố pha trộn. Như số Reynolds tăng 160-830, chất lượng trộn tiếp tục cải thiện cho đến khi dòng chảy quan sát thấy đồng nhất.
Khi số lượng các yếu tố pha trộn tăng lên, rõ ràng là hình ảnh đồng nhất đạt được ở mức thấp hơn, hệ số Reynolds khoảng 400 cho tám yếu tố pha trộn và 60 cho 12 yếu tố pha trộn. (a) Re=160 (b) Re =456 (c) Re =602 (d) Re =832 (e) Re =306 (f) Re =442 (g) Re =60
Hình 3.7: Kết quả dòng chảy trực quan: 4 yếu tố pha trộn ( a, b, c và d ), 8 yếu tồ pha trộn ( e & f ), 12 yếu tố pha trộn 9 (g) dòng chảy từ trái sang phải. [I]
3.5. THIẾT KẾ MÁY TRỘN TĨNH CƠ BẢN3.5.1. Máy trộn SMV. 3.5.1. Máy trộn SMV.
3.5.1.1. Giới thiệu máy trộn SMV.
Máy trộn tĩnh để pha trộn và tiếp xúc các thiết bị được lắp đặt trong ống dẫn. Các đường ống liên quan hoặc ống dẫn có thể tròn, hình vuông hoặc hình chữ nhật. Các máy trộn có sẵn với các thiết kế khác nhau và theo nhiều loại vật liệu, cho phép thích
ứng tối ưu để đáp ứng yêu cầu qui trình riêng lẻ. Trong việc xử lý nước, chất rắn lơ lửng tự do, ví dụ nước uống; nó là thích hợp hơn để sử dụng máy trộn SMV cho cả quy trình chuyển giao khối lượng trộn giữa chất lỏng và khí (hình 1).
Hình 3.8: Sulzer trộn SMVTM, NPS 1400 mm, trộn nguyên liệu với nước một phần làm mềm để kiểm soát pH
Tuy nhiên, khi hoạt động liên quan đến chứa các hạt rắn, đặc biệt là các loại sợi, sự bịt kín các máy trộn có thể xảy ra khi trộn. Trong hoàn cảnh như vậy, việc sử dụng các SMF trộn đặc biệt được khuyến khích. SMF yếu tố pha trộn bao gồm cánh quạt nghiêng ngang qua mà không chạm vào nhau và mở hoàn toàn cho dòng chảy từ tất cả các bên. Do đó, loại hình này của máy trộn là không dễ bị bịt kín và đang được sử dụng thành công trong xử lý nước thải và bùn (hình 2.9).
Hình 3.9: Sulzer
polypropylene trộn SMF-PP về thiết kế mở cho hoạt động xử lý nước thải mà không có nguy cơ tắc nghẽn.
3.5.1.2 Cấu tạo và hoạt động
Một máy trộn tĩnh về cơ bản bao gồm một chuỗi các tấm dẫn cố định dẫn trong hệ thống, thiết bị trộn xuyên tâm chảy qua các ống. Do đó, các hoạt động trộn lẫn được hoàn thành trong một khoảng cách dòng rất ngắn (hình 4).
Sự hình thành các bong bóng khí trong một hỗn hợp nước/khí thúc đẩy trao đổi thường xuyên giữa hai giai đoạn (hình 3) Kết quả là chuyển giao khối lượng cao, ví dụ tốc độ truyền oxy cao hoặc sử dụng nhân tố ozone tốt.
Hình 3.10: Màu xanh được thêm vào trong nước ở trên trục ống.
Một hỗn hợp đồng nhất đạt được với một vài yếu tố SMV trộn.
Ngược lại với các bể khuấy động hoặc hệ thống ống rỗng, máy trộn tĩnh đảm bảo rằng các dòng chất lỏng hoàn toàn là bị pha trộn hoặc tiếp xúc hoặc bắt buộc tiếp xúc.
Năng lượng cần thiết để pha trộn hoặc chuyển giao khối lượng được lấy từ dòng chính, được biểu hiện bằng sự sụt giảm áp lực không đáng kể cao hơn so với trong một hệ thống đường ống rỗng. Giá trị này phụ thuộc vào thiết kế của máy trộn và các điều kiện hoạt động tương đối. Nó thường nằm trong khoảng 0,02 - 3 m w. g So với hệ thống khuấy động, nhu cầu năng lượng của máy trộn tĩnh là nhỏ hơn ít nhất một bậc. Ngoài (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ra, năng lượng được đều tiêu tan trong suốt toàn bộ thể tích trộn.
Hình 3.11: Chiều dọc và ngang Sulzer trộn SMV-12 NPS 50 mm và giai đoạn tách biệt trong đường ống rỗng ngang. Hệ thống không khí / nước. Dòng chảy vận tốc 0,5 m / s. m / s.
3.5.1.3. Đặc điểm của máy trộn SMV
• Chiều dài giữa hai mặt của một máy trộn đơn vị là ngắn (1-5 đường kính ống) và do đó, không gian yêu cầu nhỏ. Các đường kính danh nghĩa của máy trộn như một quy luật giống như của đường ống kết nối.
• Hiệu quả trộn vẫn không đổi ngay cả khi thay đổi điều kiện hoạt động. Phụ gia, cho các trường hợp lắng đọng tập trung, được phân phối nhanh chóng và đồng nhất. Liều quá mức là không còn cần thiết và tiết kiệm lên đến 45% đã được chứng minh.
• Các giá trị đo là đại diện. Đây là một kết quả của sự liên tục, nồng độ cân bằng trên toàn bộ mặt cắt ngang của dòng chảy.
• Các nhà máy có thể được bắt đầu vận hành một cách nhanh chóng. Vận hành liên tục một tình trạng ổn định. Các dữ liệu đo được là đại diện, do đó tạo điều kiện vận hành bền bỉ của nhà máy của nhà máy.
• Sự hình thành của bong bóng kết quả tốt trong một bề mặt lớn giữa khí và chất lỏng. Tỷ lệ chuyển giao khối lượng cao.
• Sụt giảm áp lực và tiêu thụ năng lượng thấp. Sự sụt giảm áp lực trong các hoạt động trộn là <0.02 -2 m w. g. và trong các hoạt động chuyển giao khối lượng < 2- 3 m w. g. • Các máy trộn tĩnh không có bộ phận chuyển động. Do đó, thực tế là không có hao mòn, và do đó rất ít bảo trì là cần thiết.
trộn. Các thiết bị có thể được cung cấp bằng thép không gỉ, thép carbon, PP, PVDF hoặc sợi thủy tinh gia cố nhựa.[II]
3.5.2. Dòng máy trộn FMX.
Với mỗi ứng dụng, các nhà thiết kế đầu tiên phải xác định số đoạn trộn cần thiết để đạt được một hỗn hợp hoàn chỉnh. Các hướng dẫn dưới đây được dựa trên hệ số Reynolds. Cũng bao gồm bảng với số nguyên tắc áp dụng chung. Tiếp theo, người thiết kế nên chọn đường kính xây dựng mà sẽ cung cấp hiệu suất trộn mong muốn mà không vượt quá áp suất giảm tối đa cho phép hệ thống của bạn (xem mục 3 dưới đây).
3.5.2.1. Tính số Reynolds
Sử dụng các đường kính đưa ra trong bảng. Nếu cả hai đường kính bên trong và đường kính bên ngoài được cung cấp, sử dụng đường kính bên trong
3.5.2.2. Lựa chọn thiết bị dựa trên số Reynolds
Dòng Máy trộn FMX7000
Số Reynolds: 800-1000 chọn 14 phần tử Số Reynolds: >1000 chọn 7 phần tử
Ứng dụng điển hình Số yếu tố pha trộn Hấp thụ Ozon 7
Điều chỉnh pH 7 Hòa trộn khí 7 Hòa trộn hóa chất 7 Hòa trộn chất đa điện phân 14 Dòng máy trộn FMX 800 Số Reynolds Số yếu tố <10 24 – 32 10 – 500 16 – 24 500 – 2000 8 – 16
>2000 4 – 8
3.5.2.3. Xác định sự sụt giảm áp lực
Dòng chảy tầng: Hệ số Reynolds < 500 DP = Q x MU x L
Dòng chảy rối: Hệ số Reynolds > 500 DP = Q2x S x T
Lưu ý: Nếu sụt giảm áp lực trộn trên vượt quá giá trị tối đa của nó, một máy trộn mô- đun được yêu cầu. Ví dụ, nếu 24 phần tử trộn FMX8300 được yêu cầu và giảm áp suất vượt quá 250 psi, nên ghép hai máy trộn 12 phần tử trong danh sách.
Kí hiệu:
RE = Hệ số Reynolds thứ nguyên
Tỷ lệ Q = Tốc độ dòng chảy trong Gallons / phút S = Tỷ trọng - thứ nguyên
MU = Độ nhớt trong Centipoise D = Đường kính trong (Inches) DP = Độ giảm áp lực (psi) L = Hệ số chảy tầng T = Hệ số chảy rối
Ví dụ: Máy trộn vệ sinh Không gỉ ống và xoắn ốc ( Dòng FMX 9600 )
Các máy trộn xoắn ốc dòng FMX960 được thiết kế cho các ứng dụng áp suất cao như hai thành phần chất kết dính và chất bịt kín. Các máy trộn bao gồm một loạt các yếu tố xoắn ốc bên trái và bên phải mà đã được "cạnh kín" vào một ống. Các ống trộn xoắn ốc có sẵn 4 loại đường kính và với 21 đến 32 yếu tố pha trộn. Các yếu tố đã được cố định dọc theo chiều dài đầy đủ của ống và không thể gỡ bỏ ra khỏi ống. Hãy xem xét tất cả những lợi thế của lắp ráp bằng thép không gỉ này tất: giá vừa phải cung cấp tiết kiệm đáng kể so với các máy trộn cạnh tranh, các đường viền của các yếu tố đảm bảo rằng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Yếu tố pha trộn: 316 thép không gỉ, không thể tháo rời Bề mặt ống: 304 thép không gỉ với đầu bằng đồng Máy trộn dòng FMX Thiết bị pha trộn Thành ống Số hiệu thiết bị Đường kính mm (inch) Phần tử pha trộn Chiều dài cm (inch) Đường kính ngoài mm(inch) Giới hạn áp lực Áp lực sụt giảm Psi ở 3000F Bar ở 1500C FMX9603 2.87 (0.113) 27 19.05 (7.50) 4.75 (0.187) 6900 476 3.180 FMX9604 4.75 (0.187) 21 17.78 (7.00) 6.35 (0.250) 4200 290 0.540 FMX9605 4.75 (0.187) 27 23.50 (9.25) 6.35 (0.250) 4200 290 0.700 FMX9608 7.42 (0.292) 27 35.56 (14.00) 9.53 (0.375) 3600 248 0.110 FMX9611 10.62 (0.418) 32 62.87 (24.75) 12.70 (0.500) 2800 193 0.077
Được cung cấp với mục đích đơn giản, các yếu tố cạnh - kín để xử lý sự pha trộn áp suất cao hoặc vật liệu có độ nhớt cao.Yếu tố này là 316 SS và nhà ở là 304 SS.
Ví dụ: FMX9604, máy trộn xoắn ốc đường kính 4,75 mm (0,187 ").FMX9611, máy trộn xoắn ốc đường kính 10,62 mm (0,418 "). [3]
CHƯƠNG 4: KHUẤY TRỘN WEIRS
Đập máy trộn: đập được sử dụng trong các đập có thể là bất kỳ hình dạng như hình chữ V, hình chữ nhật hoặc hình thang. dòng chảy qua đập gây ra hỗn loạn và do đó chất kết tủa được đưa nơi dòng chảy rơi từ đập, như thể hiện trong hình 1. Vách ngăn theo sau đập giúp dòng chảy trong kênh sau đó phải được giữ trong một khu vực yên tĩnh. Đập tương đối rẻ tiền và đơn giản để cài đặt. nhưng, lắng bùn ở thượng nguồn của đập, làm sạch tập định kỳ cần thiết. đập hình chữ nhật là phù hợp hơn cho dòng chảy lớn hơn và đập tam giác (v-notch) là phù hợp hơn cho dòng chảy nhỏ hơn. đập hình chữ nhật được ưa thích cho đông xáo trộn do sự của họ nước đang phát triển đồng bộ tốt hơn.
Weir được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển như India, Brazil và Kenga. Maý trộn weir ở Nairobi, Kenga,…được sử dụng ở các đập tràn đặt theo chu vi bể, nước chảy xuyên tâm nhà máy xử lí với công suất 250000 m3/ng. Nước chảy qua một ống áp lực chảy vào bể. thời gian lưu nước trong bể 2-3 giây.
Hình4. 1: một số hình ảnh về weir
Weirs cung cấp một phương pháp đơn giản để đo lưu lượng thể tích trong nhỏ để dòng cỡ trung bình hoặc tại các địa điểm chất thải công nghiệp. Tính toán độ cao hình học của đỉnh đập là được biết đến và chảy tất cả các nước trên đập, độ sâu của nước phía sau đập có thể được chuyển đổi sang một tốc độ dòng chảy. Việc tính toán dựa trên thực tế là chất lỏng sẽ đi qua chiều sâu quan trọng của chế độ dòng chảy trong vùng lân cận của đỉnh đập. Nếu nước không được mang đi từ các đập nước, nó có thể làm cho đo lường dòng chảy phức tạp hoặc thậm chí không thể.[22]
Việc xả có thể được tóm tắt như
• Q là tốc độ dòng chảy của chất lỏng
• C là một hằng số cho cấu trúc
Máy trộn weir là loại máy trộn sử dụng sụt giảm đột ngột của nước trên đập gây ra những bất ổn trong nước để trộn.
Khi pha trộn trong nước với sự trợ giúp của hóa chất để đạt được hiệu quả tốt .
Trong quá trình châm hóa chất có sự trợ giúp của máy khuyếch tán. Chiều dòng nước chảy xuống dọc theo đập không quá 0.1m để đảm bảo sự hỗn độn. độ dày của chất kết tủa không quá 0.3m.
Hình 4.2: hình ảnh về sự hỗn độn dòng chảy weir
sục khí
Bên dưới lớp bao phủ
• Độ sâu nước trên mép (H) phải được đo tại 4H từ mép
Hình 4.3: hình ảnh về weir
4.2. PHÂN LOẠI WEIR(21)
Tùy theo từng công trình và các mục đích khác nhau mà máy trộn weir thiết kế với các kiểu dáng khác nhau.
Và có hình dạng bất kỳ như hình dạng chữ V, hình chữ nhật, hình thang. Các loại weir hình chữ nhật phù hợp với các dòng chảy lớn và đập tam giác ( V- notch) phù hợp với các dòng chảy nhỏ hơn.
Hình 4.4. hình ảnh các kiểu weir
- Đỉnh có chiều dài LChiều cao đỉnh trên đáy của kênh Hc 3Hmax
- Ngọn trên đỉnh tối thiểu > 0.2 ft - Ngọn trên đỉnh lớn nhất < L/3 Q = 3.33LH3/2
4.2.2 Kiểu weirs kết hợp
- Tương tự như hình chữ nhật nhưng với bên mở rộng vào bên trong ít nhất 2H max
- Hợp đồng chất lỏng khi nó chảy qua đập
- Crest heiht trên đáy của kênh H c 2H max (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Đầu tối thiểu trên đỉnh> 0.2f
- Max đầu trên đỉnh <L / 3 Q = 3,33 (L-0.2H) H 3/2