Filtrace. Technický důvod filtrace. Realizace filtrace. získání pevných částic. získání tekutiny. diskontinuální (periodické) filtry

Transkript

1 iltace

2 iltace Technický důvod filtace získání evných částic získání tekutiny Realizace filtace diskontinuální (eiodické) filty kontinuální (neřetžité) filty

3 iltace - eiodická filtace - základní ojmy Pinci činnosti řívod susenze Celková tlaková difeence D 1 - hybná síla děje susenze filtační koláč filtační řeážka 1 filtát iltační řeážka vstva znitého mateiálu oézní mateiály vláknité mateiály

4 iltace - eiodická filtace - základní ojmy tadia filtace říava filtu - sestavení, čistění,... filtace - tvoba filtačního koláče a filtátu omývání filtačního koláče odstanění filtačního koláče egeneace filtační řeážky Celková doba filtace t C t + t P + t Z

5 iltace - eiodická filtace - tyy filtů Pískový filt filtace odvzdušnění oláchnutí vstu znečištěné vody výstu kalu vstva ísku kloboučkové dno s odvodem kaaliny vstu omývací vody výstu vyčištěné vody

6 iltace - eiodická filtace - tyy filtů iltační nuč řívod susenze (omývací kaaliny) filtační nuč odvod filtátu zásobník filtátu susenze koláč řeážka otubí k vakuové umě filtát odvod filtátu

7 iltace - eiodická filtace - tyy filtů alolis kanál o řívod susenze Rám Deska Deska o řívod omývací kaaliny kanál o řívod omývací kaaliny kohout o odtok filtátu kohout o odtok filtátu

8 iltace - eiodická filtace - tyy filtů alolis

9 iltace - eiodická filtace - tyy filtů iltační odstředivka evný kyt - otující buben odstředivky s filtační řeážkou - filtační koláč 4 - řívod susenze 5 - odtok filtátu 6 - omývání koláče 5

10 iltace - eiodická filtace - tyy filtů víčkový filt Rukávový filt výstu vstu

11 iltace - kontinuální filtace Bubnový vakuový filt vní odvodnění koláče omývání koláče duhé odvodnění koláče odfouknutí koláče nůž s vychylovacím lechem tvoba koláče míchadlo

12 iltace - bilance Hmotnostní bilance m m + m Bilanční schéma filtu m w ILTR m m w 0 - susenze - filtát - koláč bilance evné fáze (w 0) m w m w w w i - hmotnostní zlomek evné fáze; i,, +, - konst. x, x, x, - objemový zlomek evné fáze v susenzi x, - objemový zlomek evné fáze v koláči

13 iltace - bilance Hustota susenze a koláče m m + mf + f f x, + 1 x, f - susenze - filtát - koláč index f susenze 1 w 1 w + f - hustota susenze - hustota koláče - hustota evné fáze f - hustota filtátu (kaaliny) koláč 1 w 1 w + f x, - objemový zlomek evné fáze v susenzi x, - objemový zlomek evné fáze v koláči w - hmotnostní zlomek evné fáze v susenzi w - hmotnostní zlomek evné fáze v koláči

14 iltace - ovnice ychlosti filtace Tok vstvou znitého mateiálu Benoulliho ovnice (o otubní linku se zařazeným čeadlem) nehybná vstva znitého mateiálu tok hustou sítí kanálků. 1 1 g z1 e z C + g + + edis z l 1, e C 0 h z - z 1 1 g h + e dis z 1 1. Předoklad lamináního oudění 1 g h + 64 d l d e e dis dis n l + d j 1 l l + d j n ek, j j 1 d d Re [Re 00] 64 Re d

15 iltace - ovnice ychlosti filtace k 1 64 lk g h + k dk d k Předoklady: k d k - ůmě kanálku l k - délka kanálku nejsou řesně definovány l k k ~ ychlost oudění uvnitř kanálků je úměná mimovstvové ychlosti d k l k ~ h délka kanálků je úměná tloušťce vstvy g h zanedbatelný člen (hydostatický tlak vstvy a - secifický odo vstvy 1 ~ h d k 1 a h 1 - a h

16 iltace - ovnice ychlosti filtace 1 - a h tok vstvou? 1 - R R - odo filtační řeážky R a h ' Rovnice filtace 1 - (a h + R) h Rychlost filtace 1 d dt ýška filtačního koláče - objem filtátu - objem koláče - filtační locha t - doba filtace

17 iltace - ovnice ychlosti filtace z bilance: + x x,, x x,, x, - susenze - filtát - koláč x, - objemový zlomek evné fáze v susenzi x, - objemový zlomek evné fáze v koláči Paamet h x, x, x, a h a a h a x, x, x,

18 iltace - ovnice ychlosti filtace Rovnice filtace 1 - (a h + R) a h D - tlakový ozdíl řed koláčem a za řeážkou - f-cí veličin ovlivňujících odo koláče 1 d dt Rovnice filtace 1 d dt 1 + R 1 d dt D + R iltace za konstantního ozdílu TLAU ychlost filtace klesá za konstantní RYCHLOTI tlakový ozdíl oste

19 iltace - ovnice ychlosti filtace - filtace za konstantního ozdílu tlaku Rovnice filtace 1 1 d dt o integaci D + R R D + t 0 D konstantní Okajové odmínky: t 0 0 t t t R d + d D d 0 0 t onstanta filtace D onstanta řeážky q M R Paamet q q q + qm q t 0

20 iltace - ovnice ychlosti filtace - filtace za konstantní ychlosti Rovnice filtace 1 d dt D + R konstantní 1 d dt konst Okajové odmínky: t 0 0 t t o integaci R D + t d D + R t 0 dt onstanta filtace D onstanta řeážky q M R Paamet q q q + qm q t 0

21 iltace - ovnice ychlosti filtace - omývání Pomývání koláče - ychlost omývání je stejná jako konečná ychlost filtace P t P P d dt t t D P P + R onstanta omývání P D P P onstanta řeážky RP q M q P P M Paamet q P q P P q q + q t 0 P M P P tlaková nuč q + q t 0 4qP M P P kalolis ( P )

22 Usazování

23 Usazování - základní ojmy Usazování - oddělení disegovaných částic od disezního ostředí gavitační zychlení odstředivé zychlení hustota disegovaných částic X hustota disezního ostředí Diseze Disegovaná fáze Disezní ostředí susenze emulze mlha aeovaný systém evná fáze (částice) kaalina (kaky) kaalina (kaky) lyn (bubliny) kaalina, lyn kaalina lyn kaalina

24 Usazování - usazováky Usazovací zařízení gavitační usazováky kontinuální diskontinuální gavitační usazováky se změnou směu oudění susenze usazováky s otací susenze moké odlučovače lynných susenzí elektostatické odlučovače magnetické seaátoy

25 Usazování - tyy usazováků - gavitační usazováky álcový usazovák Pavoúhlý usazovák s hoizontálním tokem Plavicí žlab

26 Usazování - tyy usazováků - gavitační usazováky Doův usazovák

27 odána Plzeň a.s. ZDROJ:

28 Usazování - usazováky Gavitační usazovák s vetikálními řeážkami Cyklón změna oudění susenze otace susenze užití odstředivé síly

29 Usazování - výočet gavitačních usazováků Hmotnostní bilance m m + m Bilanční schéma usazováku m w UAZOÁ m w - susenze - vyčištěná tekutina - kal bilance evné fáze m w m w + m w m w w i - hmotnostní zlomek evné fáze; i,, m w w w w m ýkonnost gavitačního usazováku Au A u t eiodický usazovák kontinuální usazovák - objem usazováku - objemový tok tekutiny vystuující z usazováku A - ůřez usazováku u - usazovací ychlost částic t - doba usazování

30 Usazování - usazovací ychlost Gavitační usazování Odstředivá síla g R A ztlaková síla (Achimédova síla) A g Hmotnostní síla (síla tíže) d m m g m g g 6 d g 6 f f t - úhlová ychlost [s -1 ] n t - obvodová ychlost [ms -1 ] t u Odoová síla locha ůmětu částice R u A u u t součinitel odou usazovací ychlost A A d 4 f g

31 Usazování - usazovací ychlost - kulová částice Rovnice usazování kulové částice v tíhovém oli m + A R u d d g d g 4 6 u d d g Převod na bezozměný tva: - kinematická viskozita [m s -1 ] u 4 d d g 1 XY A Re 4 Achimédovo kitéium d g d g A Reynoldsovo kitéium u u d d Re

32 Usazování - usazovací ychlost - kulová částice oučinitel odou z okusů: f(re) odle tyu oudění 1. tokesova oblast Re 0, A, 6 4 Re A 18Re. Allenova oblast Re 10 A, , , Re Re + 0, 7 A 18Re , Re 5. Newtonova oblast Re 10 ;1,510 5 A, 410 ; 7, ,44 A Re 1, 7

33 Usazování - usazovací ychlost - kulová částice Usazovací ychlost g d d 4 u A Re 4 1. tokesova oblast Re 0, 4 Re A 18Re u g 18 d d 18 u g 0, 5. Allenova oblast Re , Re, Re + 0, 7 A 18Re , Re numeické řešení. Newtonova oblast Re 10 ;1, ,44 A Re 1, 7 u g d 0, 0, 5 d 0, u g

34 Usazování - usazovací ychlost - kulová částice Allenova oblast Re 10 - zjednodušené numeické řešení o hledání d Ljaščenkovo kitéium Ly Re A u g u g Ly 1/ f(a 1/ ) Postu: Ly A d

35 Usazování - říklad výočtu Jaká je velikost běžného vodáenského zařízení - laače ísku? Tímto laačem chceme zachytit znka ísku o d,5 mm a větší, řičemž ůtok vody je 1 m /s. H 500 [kg m - ] 998 [kg m - ] [Pa s] hustota křemene hustota vody dyn. viskozita vody A g b l Achimédovo kitéium u d g Usazovací ychlost g d d,5 10 9, , 81, , 0, , [ms -1 ] tubulentní oblast Usazovací locha A 6, 5[m 016, u 1 ]