TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG XỬ LÝ NƯỚC CẤP Chuyên đề BỂ TRỘN CƠ KHÍ NỘI DUNG TRÌNH BÀY Giới thiệu bể trộn khí Cấu tạo Nguyên lý hoạt động Ưu, nhược điểm Ví dụ tính toán bể trộn khí GIỚI THIỆU VỀ BỂ TRỘN CƠ KHÍ Khái niệm: Khuấy trộn khí sử dụng lượng cánh khuấy để tạo dòng chảy rối Mục đích: làm tăng suất trình khuấy  tiết kiệm thời gian trình trộn Việc khuấy trộn tiến hành bể trộn hình vuông hình tròn với tỷ lệ chiều cao chiều rộng 2:1 CẤU TẠO 2.1 Mô hình bể trộn khí CẤU TẠO 2.2 kiểu cánh khuấy 2.2.1 Cánh khuấy turbine Cánh khuấy turbine sơ đồ tạo dòng chảy thiết bị khuấy turbine Mỗi turbine thường có đến 16 cánh Tùy theo tính chất hỗn hợp lỏng (chủ yếu độ nhớt) mục đích khuấy trộn mà turbine dạng hở hay dạng kín cách turbine thẳng, nghiêng hay cong CẤU TẠO Các dạng cánh khuấy turbine a) Turbine cánh thẳng b) Turbine cánh nghiêng c) Turbine cánh cong hở d) Turbine cánh cong kín Ưu diểm: • Tạo lực ly tâm lớn nên làm tăng khả va đập nguyên liệu máy khuấy  thành phần hỗn hợp dễ di chuyển vào • Trộn chất lỏng có độ nhớt cao Nhược điểm: Đòi hỏi động có công suất lớn CẤU TẠO 2.2.2 Cánh khuấy chân vịt Sơ đồ tạo dòng chảy thiết bị khuấy chân vịt loại cánh khuấy chân vịt Ưu điểm: thời gian khuấy trộn ngắn Nhược điểm: Đòi hỏi cánh khuấy có độ bền học cao, dùng để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt thấp (0,5-2 Ns/m2 CẤU TẠO 2.2.3 Bộ phận khuấy cánh Bộ phận khuấy có dạng: Tấm, khung, dạng lược, lắp truc thẳng đứng nằm ngang Ưu điểm: tạo khuấy cho hỗn hợp Nhược điểm: suất thấp nên dùng để khuấy hỗn hợp chất lỏng có độ nhớt thấp dung tích bể chứa không lớn CẤU TẠO 2.2.4 Cánh khuấy dạng mỏ neo Các loại Cánh khuấy mỏ neo CẤU TẠO Ưu điểm Có thể khuấy nhiều dạng chất lỏng có tính chất đặc điểm khác nhau, có độ bền học cao Nhược điểm • Do thường dung thùng chứa hình cầu nên khó bố trí phân xưởng • Đòi hỏi vật liệu có khả chịu tác dụng học hóa học giá thành cao ƯU, NHƯỢC ĐIỂM Nhược điểm Thiết bị phức tạp, yêu cầu trình độ quản lý cao Áp dụng cho trạm xử lý công suất vừa lớn TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ 5.1 Các bước tính toán  B1: Tính thể tích bể • Qmax lưu lượng nước lớn chảy vào bể, bao gồm lưu lượng nước hoá chất Đơn vị ( m3/s ) • t thời gian lưu nước, chọn 45 – 90 (s) theo TCXD 33-2006 • V thể tích bể trộn m3 TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B2: Tính chiều cao diện tích đáy bể  Chiều cao bể : H = h0 + hbv h0 Chiều cao lớp nước hbv Chiều cao bảo vệ ( chọn 0.3 – 0,5m)  Diện tích đáy bể: Nếu bể hình vuông F = Nếu bể hình tròn F= TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B3: Tính chiều cao chiều rộng chắn Tấm chắn có tác dụng ngăn cản dòng xoay nước Chiều cao Htc = H Chiều rộng Btc = TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B4 Tính toán thiết bị khuấy Đường kính cánh khuấy: D a Chiều rộng cánh khuấy: D’ D Chiều dài cánh khuấy: L’ = TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B5 Năng lượng cần truyền vào nước Năng lượng cần truyền vào nước : P = V: thể tích bể trộn ( m3 ) µ: độ nhớt động lực nước(N.s/ ) G: gradient vận tốc () Các giá trị G cho trộn nhanh Thời gian trộn t (s) Gradien G (s-1) 0,5 (trộn đường ống) 3500 10 – 20 1000 20 – 30 900 30 – 40 800 > 40 700 (Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai) 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B6 Tính công suất chọn máy khuấy phù hợp Công suất máy: ( Với n hệ số truyền động hay hiệu suất khuấy) Công suất (kw) Tốc độ quay (vòng/ phút) 0,37 30; 45; 70; 110; 175 0,56 45; 70; 110; 175 0,75 45; 110; 175 1,12 45; 110; 175 1,50 70; 110; 175 Công suất motor có sẵn thị trường số vòng quay tương ứng TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ 5.2 Ví dụ tính toán bể trộn khí Tính toán thiết kế bể trộn khí cho trạm xử lý có công suất 260 3.10-3 m3/s 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 1: Tính thể tích, chiều cao diện tích đáy bể Nhằm làm cho chất keo tụ khuyếch tán nước kích thước bể trộn:(bể chế tạo thép) o Chọn thời gian lưu theo TCXDVN 33:2006 : từ 45 – 90 (s) Chọn t = 90 (s) Thể tích bể trộn: x 90= 0,27 o Chọn thể tích bể trộn V = 0,3 m3 o Chiều cao lớp nước bể trộn h0 = 1,2 m Với hbv = 0,3m  H = h0 + hbv = 1,5 m o Chọn bể trộn hình vuông với diện tích : F= Vậy diện tích thực tế xây dựng V = 0,5 x 0,5 x 1,5 = 0,375m3 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 2: Tính chiều cao chiều rộng chắn Chiều cao chắn: Htc= 1,5 m chiều rộng chắn: Btc= bề dày chắn: 5mm 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 3: Tính toán thiết bị khuấy trộn Chọn cánh khuấy turbine làm thép không gỉ, cánh nghiêng hướng xuống để đưa nước từ xuống Bên thiết kế chắn xung quanh mặt bể để ngăn chuyển động xoay nước 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 3: Tính toán thiết bị khuấy trộn Đường kính cánh khuấy: D Cánh khuấy đặt cách đáy :h = 0,25m Chiều rộng cánh khuấy: D’== = 0,05m Chiều dài cánh khuấy: L = Chiều dày cánh khuấy 0,01m 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 4: Tính lượng cần truyền vào nước: Ta có: Thể tích bể trộn: V = 0.3 m3 Độ nhớt động lực nước: 250C =0,89 G: gradient vận tốc (s-1), theo bảng chọn G =700 ( , thời gian trộn 120 > 40s Thời gian trộn t (s) Gradien G (s-1) 0,5 (trộn đường ống) 3500 10 – 20 1000 20 – 30 900 30 – 40 800 > 40 700 ⇒ =0.131kw 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 5: Tính công suất chọn máy khuấy phù hợp Công suất máy: Hệ số truyền động (hiệu suất khuấy): n = 80% Công suất (kw) Tốc độ quay (vòng/ phút) 0,37 30; 45; 70; 110; 175 0,56 45; 70; 110; 175 0,75 45; 110; 175 1,12 45; 110; 175 1,50 70; 110; 175 Công suất motor có sẵn thị trường số vòng quay tương ứng Chọn máy có công suất 0,37 kw với số vòng quay 110 vòng/phút Vậy chọn máy máy hoạt động máy dự phòng [...]... thị trường và số vòng quay tương ứng 5 TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ 5.2 Ví dụ tính toán trong bể trộn cơ khí Tính toán thiết kế bể trộn cơ khí cho trạm xử lý có công suất 260 3.10-3 m3/s 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 1: Tính thể tích, chiều cao và diện tích đáy bể Nhằm làm cho chất keo tụ được khuyếch tán đều trong nước kích thước bể trộn: (bể được chế tạo bằng thép) o Chọn thời gian lưu theo... trình Máy khuấy trộn cơ khí kết hợp với cấp khí bề mặt 3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Hình 3: Sơ đồ bể trộn dùng cánh khuấy cơ khí 4 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM Thời gian khuấy trộn ngắn (30-60s) nên dung tích bể nhỏ Ưu điểm Điều chỉnh được cường độ khuấy trộn 4 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM Nhược điểm Thiết bị phức tạp, yêu cầu trình độ quản lý cao Áp dụng cho trạm xử lý công suất vừa và lớn 5 TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ 5.1 Các bước... Nếu bể hình vuông F = Nếu bể hình tròn F= 5 TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B3: Tính chiều cao và chiều rộng của tấm chắn Tấm chắn có tác dụng ngăn cản dòng xoay của nước Chiều cao Htc = H Chiều rộng Btc = 5 TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B4 Tính toán thiết bị khuấy Đường kính cánh khuấy: D a Chiều rộng cánh khuấy: D’ D Chiều dài cánh khuấy: L’ = 5 TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B5 Năng lượng cần... máy khuấy trộn cơ khí thông dụng 2.3.1 Máy khuấy trộn cơ khí dạng chìm Máy khuấy trộn chìm được ứng dụng nhiều như khuấy các hạt lắng, trộn chất lỏng và phá vỡ sự phân tầng Máy khuấy trộn chìm HOMA 2 CẤU TẠO 2.3.2 Máy khuấy trộn cơ khí kết hợp Là loại máy khuấy kết hợp với một loại máy khác với mục đích làm tăng hiệu quả công việc, tiết kiệm diện tích cũng như làm giảm chi phí đầu tư cho công trình Máy... 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 4: Tính năng lượng cần truyền vào nước: Ta có: Thể tích bể trộn: V = 0.3 m3 Độ nhớt động lực của nước: ở 250C =0,89 G: gradient vận tốc (s-1), theo bảng chọn G =700 ( , do thời gian trộn là 120 > 40s Thời gian trộn t (s) Gradien G (s-1) 0,5 (trộn đường ống) 3500 10 – 20 1000 20 – 30 900 30 – 40 800 > 40 700 ⇒ =0.131kw 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 5: Tính... theo TCXDVN 33:2006 : từ 45 – 90 (s) Chọn t = 90 (s) Thể tích bể trộn: x 90= 0,27 o Chọn thể tích bể trộn V = 0,3 m3 o Chiều cao lớp nước trong bể trộn là h0 = 1,2 m Với hbv = 0,3m  H = h0 + hbv = 1,5 m o Chọn bể trộn hình vuông với diện tích : F= Vậy diện tích thực tế xây dựng V = 0,5 x 0,5 x 1,5 = 0,375m3 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 2: Tính chiều cao và chiều rộng tấm chắn Chiều cao tấm... tích của bể • Qmax là lưu lượng nước lớn nhất chảy vào bể, bao gồm cả lưu lượng của nước và hoá chất Đơn vị ( m3/s ) • t là thời gian lưu nước, chọn 45 – 90 (s) theo TCXD 33-2006 • V là thể tích bể trộn m3 5 TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B2: Tính chiều cao và diện tích đáy bể  Chiều cao của bể : H = h0 + hbv h0 Chiều cao lớp nước hbv Chiều cao bảo vệ ( chọn 0.3 – 0,5m)  Diện tích đáy bể: Nếu bể hình... Btc= bề dày tấm chắn: 5mm 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 3: Tính toán thiết bị khuấy trộn Chọn cánh khuấy turbine làm bằng thép không gỉ, 4 cánh nghiêng hướng xuống để đưa nước từ trên xuống dưới Bên trong thiết kế 4 tấm chắn xung quanh 4 mặt trong của bể để ngăn chuyển động xoay của nước 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ Bước 3: Tính toán thiết bị khuấy trộn Đường kính cánh khuấy: D Cánh khuấy... truyền vào nước Năng lượng cần truyền vào nước : P = V: thể tích bể trộn ( m3 ) µ: độ nhớt động lực của nước(N.s/ ) G: gradient vận tốc () Các giá trị G cho trộn nhanh Thời gian trộn t (s) Gradien G (s-1) 0,5 (trộn đường ống) 3500 10 – 20 1000 20 – 30 900 30 – 40 800 > 40 700 (Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai) 5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ  B6 Tính công suất và chọn máy khuấy phù hợp Công suất