搅拌器操作说明

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2021年4月13日星期二
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搅拌工况
循环 – 指定速度u – 指定热量或质量传输 – 水平流向应用 – ...
生化处理系统中的标准速度值u 均匀的悬浮
– 沉淀速度usettl 和池形决定速度u
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2021年4月13日星期二
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均匀的悬浮
如果需要 底部完全的悬浮 ...
... 速度u需要达到 均质的效果
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窄长型或紧凑型?
从(LWH) 或(TTH)中选择 lmax, lmid, lmin
~ 2.5 (lmid - D)
lmid
死区
~ 2.5 (lmid - D)
lmid
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死区
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所需搅拌器数量
In competitive situations, there is a fix!
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曝气损失
曝气头作为过流障碍 气墙增加了水力损失
– 引起体积流的折返 – 导致速度分散，底部和曝气头
上增加损失
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曝气损失系数 kaer
底部曝气头的几何尺寸 在单位面积内的底部曝气头密度(m-2)
hdiff
A^ diff
形状 ?
1m
1m
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F ½ r u2 Ab (湍流) F ts Aw F ty Aw F 1 / Q2 (湍流)
Ab
湿周长
Pw = 2 H + W
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பைடு நூலகம்
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转角损失系数 kb
1.5
0.6
wi/w: wi 2 -- 0 0.3 -- 1.5
2.5
1.0
0.8
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0.5 2021年4月13日星期二
1.1
1.4
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转角损失
14/XXX
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kb = 1,5
cD 一般在1.0和2.0之间.
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投影区域Ao
如管子, Ao = 6.0 ´ 0.5 m2, cD = 1.0
ko = cD Ao / Ab = 0.125
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举例：跑道形水池
1块Sanitaire曝气头区域,
6m
20%地面覆盖率
6m
50m
H=4m
ρu 2
F = k 2 Ab
量化的搅拌 需求
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流体力学
u 体积流流速 ts 剪应力 ty 屈服应力 Q 搅拌时间
所需推力Freq (N)
3
池形
4
内容
1 体积流流速
1.1 针对怎样的搅拌工况? 1.2 跑道形水池中的体积流流速 1.3 紧凑型水池中的体积流流速 1.4 窄长型水池中的体积流流速 1.5 水池形状影响的总结 2 底部剪应力 2.1 针对怎样的搅拌工况? 2.2 利用剪应力选型 3 屈服应力 3.1 针对整个水池中介质运动的屈服应力选型 4 搅拌时间 4.1针对怎样的搅拌工况? 4.2 利用搅拌时间选型
kf = Ltot / (M Rh)
Ltot 沟渠总长度 Rh = Ab / Pw 水力半径
M 80 (倒数Inverse) 摩阻系数
M is larger for very small channels or very smooth surfaces, and conversely smaller in the opposite cases.
1
Welcome
搅拌器选型
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2
搅拌器选型
搅拌器选型依照4种标准 1. 体积流速度 (u) 2. 剪应力Shear stress (ts) 3. 屈服应力Yield stress (ty) 4. 搅拌时间 (Θ)
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所需参数
应用
搅拌工况
usettl
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跑道形水池 – 所需推力
所需推力： Freq = Ab k r u2
2
r 液体密度 (水的密度1000 kg/m3)
k = kf + kb + kaer + ko 摩擦、转角、曝气头和其他障碍物引 起的损失系数.
Ab 体积流面积(主体积流的界面投影面积)
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举例：跑道形水池
ρu 2 F = k 2 Ab
墙壁摩擦 转角 曝气头 障碍物
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10
体积流面积
Ab
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高 宽
11
墙壁摩擦
墙壁表面粗糙度
环流长度
11/XXX
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摩擦损失系数 kf
Note the losses, though.
(typically < 50% thrust)
搅拌器平行于墙
~ 3.9 (lmid - D)
new weak zone!
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motion !
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量化的搅拌需求
流速 剪应力 屈服应力 搅拌时间
46/XXX
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曝气损失系数 kaer 曝气区域数量 底部覆盖率(%) 气量Qair (Nm3/h) 体积流速度 u (NB!)
kaer
17/XXX
2021年4月13日星期二
障碍物损失系数 ko
障碍物的损失受力 Fo =
r u2 2
Ao
cD,
因此, 在Freq 公式中使用到Ab
ko = cD Ao / Ab.
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2021年4月13日星期二
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紧凑型水池和窄长型水池
在窄长型水池中,射流扩展太宽，以致射流不能达到水池
中所有部位。需要多台搅拌器，并非仅仅考虑Freq.
在紧凑型水池中,一台搅拌器形成射流即能达到水池中的
任意部位。
首先要定义和考虑 紧凑型水池!
Jet reach
21/XXX
2021年4月13日星期二
F
6/XXX
2021年4月13日星期二
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沉降压力和沉降功率
重力与超额总颗粒质量相关
Fg = Dr cvol V g
(有效颗粒重量符合阿基米德 力学原理).
对稳定沉淀物，这被拉力抵 消并产生一恒定沉淀速度usettl
沉淀悬浮同时也以一定比例消耗势能。
沉淀功率 Psettl = Fg usettl
设置一个搅拌器提供的（体积流＋湍流 ）低功率界限!
F = (0.87 + 2 ·1.5 + 0.55 + 0.125) ·1000 ·0-.3-0-2·(6 ·4) = 4774 N
2
墙壁摩擦 转角 曝气头 障碍物
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2 units 4430
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其他池形
与跑道形水池中的相同原理....
Freq =
r u2
2
Ab k