УДК 628.16

Исследование эффективности длинноруких фильтрующих насадок

Лю Сиян – магистрант Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Аннотация: Эффективность насадки является основным и важным фактором, влияющим на работу. В данной работе исследуются потери напора насадки и влияние процесса нанесения с помощью комбинации имитационных данных и экспериментов.

Ключевых слов: насадки, фильтры, очистка сточных вод.

Насадка для фильтра

Использование технологии воздушно-водяной обратной промывки усиливает эффект силы трения на фильтрующем материале, позволяет сэкономить промывочную воду и в целом увеличивает эффективность промывочной процедуры. Тем не менее, при выборе этого метода для некоторых водных станций возникает ряд проблем, в основном неравномерное промывание, появление стыков и трещин фильтровальной пластины, утечка песка, закрытие газового клапана. Исследование и решение этих вопросов, усложняющих использование воздушно-водяной промывки, имеет важное значение.

Фильтр с крышкой в нижней части системы распределения пара при обратной промывке бассейна может эффективно вымыть осадок мусора в бассейне, чтобы обеспечить качество воды для нормальной работы оборудования. Все элементы насадки для фильтра с длинной или короткой ручкой изготовлены из инженерных пластиков (ABS). Этот материал отличается высокой прочностью на сжатие, не деформируется, обеспечивает прочные соединения элементов. Струя воды не меняет форму фильтрующей пластины, в ней не накапливается грязь, поэтому эффект от применения насадки фильтра всегда положительный.

Рисунок 1. Насадка для фильтра.

Фильтрующая насадка с длинной ручкой состоит из крышки фильтра и фильтрующего стержня. На крышке имеется множество мелких щелей, из который вода и воздух выходят наружу при обратной промывке. Вода в процессе фильтрации поступает через щели, что позволяет предотвратить потерю фильтрующего материала. В верхней части фильтрующего стержня имеется отверстие для вывода воздуха, а в нижней части – щель для распределения воздуха при обратной промывке.

Рисунок 2 Конструкция фильтрующей головки с длинной ручкой.

Факторы, влияющие на эффективность фильтрующих головок с длинной ручкой

Чем больше потеря напора, тем ниже эффективность работы фильтра, и наоборот, чем меньше потеря напора, тем выше эффективность работы. Для изучения факторов, влияющих на потерю напора в фильтрующих головках с длинной ручкой, необходимо провести исследование.

Потеря напора в пластиковых фильтрующих стержнях

Для того чтобы опытным путем установить, какие факторы влияют на потерю напора в фильтрующих стержнях, нами были отобраны 12 пластиковых фильтрующих стержней различных размеров. Некоторые результаты эксперимента показаны на Рисунке 3. Вертикальная ось графика – потеря напора, а горизонтальная ось – скорость потока воды в фильтрующем стержне. В соответствии с результатами испытаний, можно вернуться к формуле расчета потери напора для каждого фильтрующего стержня.

Рисунок 3 Потеря напора в пластиковых фильтрующих стержнях при обратной промывке только водой.

Таблица 1. Размеры и характеристики пластиковых фильтрующих стержней.

где h_w1 – потери воды напора в фильтрующей колонне в фильтровальном стержне;

λ –коэффициент сопротивления вдоль трассы;

ζ₁– коэффициенты местного сопротивления для входа и выхода на обоих концах фильтрующего стержня;

ζ₂ – коэффициент местного сопротивления щели на стержне фильтра;

l – длина фильтрующего стержня;

D – внутренний диаметр фильтрующего стержня;

v_w1 – скорость потока воды внутри фильтрующего стержня;

g –гравитационное ускорение.

Согласно формуле для каждого фильтрующего стержня, значение коэффициента в экв.λ=0,034 ζ₁=1,7 ζ₂=0,0038f₂ (f₂площадь щели в фильтрующем стержне). Известно, что потеря напора в фильтрующем колпачке зависит только от скорости потока в щели.

Правильная регулировка скорости потока воды может повысить эффективность насадки фильтра с длинной ручкой.

Поэтому в реальном процессе использования структура воздухораспределительной камеры может также хорошо повысить эффективность использования фильтрующей насадки с длинной ручкой. Ниже приводится список из трех распространенных воздухораспределительных камер.

На Рисунке 4 показаны характеристики данного типа воздухораспределительной камеры. Во-первых, в бассейне установлен воздухораспределительный короб для быстрой подачи воздуха в положение непосредственно под фильтрующей пластиной, чтобы можно было быстро сформировать слой воздушной подушки. Во-вторых, на балке зональной решетки равномерно расположено несколько соединительных отверстий, благодаря чему воздушная подушка под фильтрующей пластиной может быстро распределяться в боковом направлении вне зависимости от высоты балки.

Рисунок 4. Газовая камера модели A.

Воздухораспределительные камеры типа B показаны на Рисунке 5 и характеризуются тем, что воздух, поступающий в бассейн, попадает в поперечную трубу и направляется вверх по патрубку к нижней части фильтрующей пластины.

Рисунок 5. Газовая камера модели B.

Структура воздухораспределительной камеры C-типа и воздухораспределительной камеры B-типа аналогична, только в бассейне с поперечной трубой в середине воздух поступает в одну, а затем в 12 различных зон с ответвлениями вверх, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Газовая камера модели C.

Три вышеуказанных типа распределения воздуха лучше, чем оригинальный прямой доступ к фильтру без обработки. Они обеспечивают наиболее равномерное распределение воздуха и дают наиболее очевидный эффект.

Заключение

В целом на макроскопическом уровне можно сделать вывод, что эффективность фильтрующей головки с длинной ручкой может быть полностью использована при сочетании разумного контроля расхода воздуха в насадке и использовании высокоэффективной воздухораспределительной камеры.

Список литературы

1. Технические характеристики насосной станции GB50265-2010.
2. Технический регламент по эксплуатации, техническому обслуживанию и безопасности городских водопроводных станций (с пояснительными записками) CJJ 58-2009.