Рассчитать гидроциклонную установку для разделения суспензий

Учитывая, что номинальный размер частиц распределения отвечает условию R(δном)=0,05, примем максимальный размер частиц δном=δmax. Функция ЛНР F(y)=D(δном)=1- R(δном)=1-0,05=0,95.
Для нахождения величины аргумента у воспользуемся табличными данными интеграла вероятности Лапласа Ф(у).
Тогда Ф(у)=F(y)-0,5=0,95-0,45 и из приложения 3 находим величину аргумента у=1,65. Из выражения аргумента вычислим средний размер частиц данного распределения:
lgδ50=lgδном-у∙lgσ=lg150-1,65∙lg2→δ50=47,80 мкм
Принимаем к расчету гидроциклон типа БГЦ.
Принимаем отношение диаметров пескового патрубка и гидроциклона dп/D=0,12 и рассчитаем коэффициент гидравлического сопротивления гидроциклона:
ξ=1280·1-5∙dпD2,5=1280·1-5∙0,122,5=1248
Так как концентрация твердой фазы в исходной суспензии составляет менее 5 кг/м3 (Сс=1,0 кг/м3), принимаем ее плотность численно равной плотности воды, то есть 1000 кг/м3.
Принимаем величину избыточного давления суспензии на входе в гидроциклон рвх=0,4 МПа и на его выходе pвых=0 .
Приведенная скорость осаждения:
wс=2∙рвх-рвыхξ∙ρс=2∙0,4∙106-01248∙1000=0,801 м/с
Диаметр гидроциклона:
D=4∙Qcπ∙wc=4∙203600∙3,14∙0,801=0,094 м
Принимаем к установке один гидроциклон ТВ-100 с диаметром корпуса D=100 мм, производительностью 20 м3/ч. Найдём геометрические размеры его элементов:
диаметр пескового патрубка dп=0,12·D=0,12·100=12 мм;
диаметр входного патрубка dвх=0,25·D=0,25·100=24 мм;
диаметр сливного патрубка dсл=0,3·D=0,3·100=30 мм;
длина цилиндрической части Lц=2·D=2·100=200 мм;
длина сливного патрубка Lсл=1·D=1·100=100 мм;
принимаем угол конуса α=50;
длина конуса:
Lк=D-dn2∙tg(α/2)=100-122∙tg(5/2)=1000 мм;
общая высота гидроциклона:
Lг=Lц+Lк=200+1000=1200 мм
Величина разгрузочного отношения:
QосQo=108∙dпD3,5∙рвхрвх-рвых2=108∙0,123,5∙12=0,0646
Расход осветленной жидкости:
Qo=Qc1+QocQo=201+0,0646=18,79 м3/ч
Расход сгущенной суспензии:
Qoc=Qc-Qo=20-18,79=1,21 м3/ч
Эффективность разделения суспензии в гидроциклоне определим по формуле Лагуткина