Пример 3
Исходные данные. Те же, как и в примере 2.
Задание. Рассчитать конструктивные параметры многоканального усреднителя с различной длиной каналов (прямоугольной и круглой формы в плане.)
Расчет. Из расчета примера 2 известен объем усреднителей:
WZ = 2121,43 м3.
Принимают количество секций n = 2, глубину усреднителя Н = 1,5 м, затем по формуле (15) находят площадь каждой секции усреднителя:
|
м2I вариант – прямоугольный в плане усреднитель.
Назначают ширину секции В = 20 м и по формуле (16) рассчитывают длину секции усреднителя:
|
мПринимают длину секции L = 36 м. Назначают количество каналов в каждой секции усреднителя nсаn = 5.
По формуле (26) рассчитывают ширину одного канала:
|
м2 вариант – круглый в плане усреднитель.
По формуле (25) рассчитывают диаметр усреднителя:
|
мНазначают количество каналов в каждой секции усреднителя ncan = 5. По формуле (27) рассчитывают ширину одного канала:
|
м
Пример 4
Исходные данные. Расход производственных сточных вод постоянный и равен qw = 530 м3/ч, характер нестационарности – произвольные колебания концентрации загрязнителя в сточной воде.
Таблица 7. Произвольные колебания концентраций загрязнителя в сточной воде
Часы суток |
Сen , мг/л |
Часы суток |
Сen , мг/л |
0-1 |
210 |
12-13 |
810 |
1-2 |
430 |
13-14 |
510 |
2-3 |
620 |
14-15 |
290 |
3-4 |
680 |
15-16 |
150 |
4-5 |
500 |
16-17 |
150 |
5-6 |
720 |
17-18 |
190 |
6-7 |
990 |
18-19 |
220 |
7-8 |
1580 |
19-20 |
320 |
8-9 |
830 |
20-21 |
260 |
9-10 |
890 |
21-22 |
270 |
10-11 |
1150 |
22-23 |
250 |
11-12 |
980 |
23-24 |
230 |
Допустимая концентрация после усреднения должна быть
Сadm = 800 мг/л.
Задание. Рассчитать объем усреднителей.
Расчет. Превышение концентрации загрязнений над допустимым уровнем (800 мг/л) наблюдается в часы с 6 до 13 ч. Период усреднения равен 7 ч.
Ориентировочный объем усреднителя равен суммарному притоку в эти часы:
м3
Для дальнейших расчетов принимаем объем усреднителя
Wes =3800 м3.
По формуле (7) рассчитываем максимальный отрезок времени (шаг), через который будет рассчитываться концентрации загрязнителя на выходе:
|
ч.( В этой формуле qmax = qw = 530 м3/ч.)
Так как Δtst > 1 ч, принимаем шаг Δtst = 1 ч.
Наибольшая концентрация (1580 мг/л) наблюдается в час 7-8, следовательно, начинаем расчет именно с этого часа. Предполагаем, что 8 ч в усредненной воде концентрация загрязнения будет равна допустимому значению – 800 мг/л.
По формуле (8) рассчитываем приращение концентрации на выходе из усреднителя в следующий час:
|
мг/л,По формуле (9) определяем концентрацию загрязнителя на выходе из усреднителя на 9 ч:
|
мг/л.Аналогично рассчитываем приращение и концентрацию на выходе на 10 ч:
|
мг/л
|
мг/лРезультаты дальнейшего расчета показаны в табл.8
Таблица 8. Приращение концентраций на выходе из усреднителя
Исходные данные |
Расчетные концентрации загрязнений, мг/л в усредненной воде за: |
|||||||
Часы суток |
Подача в усреднитель qi , м3/ч. |
Концентрация Сen, мг/л |
1-е сутки |
2-е сутки |
3-и сутки |
|||
ΔСex |
Cex |
ΔСex |
Cex |
ΔСex |
Cex |
|||
0-1 |
530 |
210 |
|
|
-22 |
347 |
-21 |
339 |
1-2 |
530 |
430 |
|
|
12 |
359 |
13 |
352 |
2-3 |
530 |
620 |
|
|
36 |
395 |
37 |
389 |
3-4 |
530 |
680 |
|
|
40 |
435 |
41 |
430 |
4-5 |
530 |
500 |
|
|
9 |
444 |
10 |
439 |
5-6 |
530 |
720 |
|
|
39 |
482 |
39 |
479 |
6-7 |
530 |
990 |
|
|
71 |
553 |
71 |
550 |
7-8 |
530 |
1580 |
|
800 |
143 |
696 |
144 |
694 |
8-9 |
530 |
830 |
4 |
804 |
19 |
715 |
19 |
713 |
9-10 |
530 |
890 |
12 |
816 |
24 |
739 |
25 |
737 |
10-11 |
530 |
1150 |
47 |
863 |
57 |
797 |
58 |
795 |
11-12 |
530 |
980 |
16 |
879 |
26 |
822 |
26 |
821 |
12-13 |
530 |
810 |
-10 |
869 |
-2 |
821 |
-1 |
819 |
13-14 |
530 |
510 |
-50 |
819 |
-43 |
777 |
-43 |
776 |
14-15 |
530 |
290 |
-74 |
745 |
-68 |
709 |
-68 |
708 |
15-16 |
530 |
150 |
-83 |
662 |
-78 |
631 |
-78 |
630 |
16-17 |
530 |
150 |
-71 |
591 |
-67 |
564 |
-67 |
563 |
17-18 |
530 |
190 |
-56 |
535 |
-52 |
512 |
-52 |
511 |
18-19 |
530 |
220 |
-44 |
491 |
-41 |
471 |
-41 |
471 |
19-20 |
530 |
320 |
-24 |
467 |
-21 |
450 |
-21 |
450 |
20-21 |
530 |
260 |
-29 |
438 |
-27 |
424 |
-26 |
423 |
21-22 |
530 |
270 |
-23 |
415 |
-21 |
402 |
-21 |
402 |
22-23 |
530 |
250 |
-23 |
392 |
-21 |
381 |
-21 |
381 |
23-24 |
530 |
230 |
-23 |
369 |
-21 |
360 |
-21 |
360 |
Как видно из этой таблицы, допустимой концентрации после трех суток достичь не удалось. Поэтому увеличиваем объем усреднителя до значения Wes = 4200 м2 и повторяем расчет в табл. 9
Таблица 9. Приращение концентраций на выходе из усреднителя, при увеличении объема
Исходные данные |
Расчетные концентрации загрязнений, мг/л в усредненной воде за: |
|||||||
Часы суток |
Подача в усреднитель qi , м3/ч. |
Концентрация Сen , мг/л |
1-е сутки |
2-е сутки |
3-и сутки |
|||
ΔСex |
Cex |
ΔСex |
Cex |
ΔСex |
Cex |
|||
0-1 |
530 |
210 |
|
|
-23 |
368 |
-21 |
355 |
1-2 |
530 |
430 |
|
|
8 |
375 |
9 |
365 |
2-3 |
530 |
620 |
|
|
31 |
406 |
32 |
397 |
3-4 |
530 |
680 |
|
|
35 |
441 |
36 |
433 |
4-5 |
530 |
500 |
|
|
7 |
448 |
9 |
441 |
5-6 |
530 |
720 |
|
|
34 |
483 |
35 |
476 |
6-7 |
530 |
990 |
|
|
64 |
547 |
65 |
541 |
7-8 |
530 |
1580 |
|
800 |
130 |
677 |
131 |
672 |
8-9 |
530 |
830 |
4 |
804 |
19 |
696 |
20 |
692 |
9-10 |
530 |
890 |
11 |
815 |
24 |
721 |
25 |
717 |
10-11 |
530 |
1150 |
42 |
857 |
54 |
775 |
55 |
772 |
11-12 |
530 |
980 |
16 |
873 |
26 |
801 |
26 |
798 |
12-13 |
530 |
810 |
-8 |
865 |
1 |
802 |
2 |
800 |
13-14 |
530 |
510 |
-45 |
820 |
-37 |
765 |
-37 |
763 |
14-15 |
530 |
290 |
-67 |
753 |
-60 |
705 |
-70 |
703 |
15-16 |
530 |
150 |
-76 |
677 |
-70 |
635 |
-70 |
633 |
16-17 |
530 |
150 |
-66 |
610 |
-61 |
574 |
-61 |
572 |
17-18 |
530 |
190 |
-53 |
557 |
-48 |
525 |
-48 |
524 |
18-19 |
530 |
220 |
-43 |
515 |
-39 |
487 |
-38 |
486 |
19-20 |
530 |
320 |
-25 |
490 |
-21 |
466 |
-21 |
465 |
20-21 |
530 |
260 |
-29 |
461 |
-26 |
440 |
-26 |
439 |
21-22 |
530 |
270 |
-24 |
437 |
-21 |
418 |
-21 |
418 |
22-23 |
530 |
250 |
-24 |
413 |
-21 |
397 |
-21 |
397 |
23-24 |
530 |
230 |
-23 |
390 |
-21 |
376 |
-21 |
376 |
Допустимая концентрация на выходе из усреднителя была достигнута в 13 ч на третьи сутки, следовательно, расчетный объем Wes = 4200 м3 определен правильно.