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《水翼式葉輪攪伴器在機(jī)械絮凝池中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、水翼式葉輪攪伴器在機(jī)械絮凝池中的應(yīng)用摘要：水翼式(hydrofoil)葉輪攪拌器非常適合于豎直軸機(jī)械絮凝池中作為絮凝攪拌器使用，并且與傳統(tǒng)的槳板式葉輪攪拌器絮凝效果一樣。在介紹攪拌器重要參數(shù)的基礎(chǔ)上，對水翼式葉輪攪拌器的設(shè)計選型進(jìn)行了探討，闡述了流量系數(shù)法的計算方法和過程，深入剖析了設(shè)計中要注意的一些問題，并給出了兩個典型的應(yīng)用實例。關(guān)鍵詞：水翼式葉輪攪拌器機(jī)械絮凝池排液量流量系數(shù)法前言機(jī)械絮凝池有水平軸式和豎直軸式攪拌器兩種型式。傳統(tǒng)的機(jī)械絮凝池的攪拌器大多采用槳板式(paddle)葉輪，在20世紀(jì)70～80年代國內(nèi)使用較多，并且有了較系統(tǒng)的池型設(shè)計規(guī)范和攪拌
2、器設(shè)計方法，使用效果也較好。由于豎直軸式攪拌器的驅(qū)動裝置(如減速箱等)位于池頂，過去的減速箱密封技術(shù)不過關(guān)，易出現(xiàn)漏油情況；另外，一個槳板就需要配備一套驅(qū)動裝置等，所以這種機(jī)械攪拌器采用得不多。相反，水平軸式機(jī)械攪拌器的驅(qū)動裝置位于池外，一套驅(qū)動裝置可以串聯(lián)幾組槳板葉輪，所以，這種水平軸式機(jī)械攪拌器使用較多。在國外剛好相反，豎直軸絮凝攪拌器以其維護(hù)少、操作靈活、較小的水頭損失、混合強度易控、效率高及一臺絮凝攪拌器失靈對總體影響不大等特點而使用較多[1]，但其葉輪大多采用的是水翼式(hydrofoil)葉輪。80年代后，高效水力絮凝池的研究開發(fā)取得了非常好的效果，
3、因此，水力絮凝池因其構(gòu)造簡單，無需其他動力設(shè)備，運行管理方便而應(yīng)用較多。在國外，機(jī)械絮凝池應(yīng)用較多，攪拌器的布置形式也較多。攪拌器葉輪按流態(tài)可分為徑向流式葉輪和軸向流式葉輪，軸向流式葉輪攪拌器不存在分區(qū)循環(huán)，單位功率產(chǎn)生的流量大，剪切速率小，且在槳葉附近較大范圍內(nèi)分布均勻，具有較強的最大防脫流能力[2]。水翼式葉輪攪拌器屬于軸流式攪拌器的一種，葉輪為翼型葉片，葉片的傾角和葉片的寬度是隨其徑向位置變化的，如美國Lightnin公司的A305、A310系列，Chemineer公司SC-3和He-3系列。葉輪葉片由鋼板按一定規(guī)律彎曲制成，不必使用銑或精密澆注等成型工藝
4、，用螺栓固定在輪轂上，易于裝配成較大型的葉輪[2]。水翼式葉輪的這種接近等螺距變?nèi)~片角的結(jié)構(gòu)特點可提供更大的流量和更小的剪切作用，靠近輪轂的葉片部分比起葉端部分來，葉片角度更陡，葉片寬度更寬。從輪轂至葉端，葉片角逐漸減小，葉寬逐漸變窄。因此，葉輪沿葉片長度上的各點接近等螺距，在整個排液面上產(chǎn)生的流速幾乎是均勻的[3]。因此，水翼式葉輪攪拌器特別適合于機(jī)械絮凝池中絮凝攪拌器的使用。1水翼式葉輪和槳板式葉輪的比較由于傳統(tǒng)的槳板式葉輪轉(zhuǎn)速低，直徑較大，造成攪拌機(jī)設(shè)備造價較高，運行費用也高。新型水翼式葉輪攪拌器的轉(zhuǎn)速可以提高，同樣可以取得良好的絮凝效果。?根據(jù)Oldsh
5、ue等人的研究[4]，美國Manchester，NewHampshire(新罕布什爾州，曼徹斯特)水廠安裝了兩種不同的絮凝攪拌器，進(jìn)行了運行性能測試比較。在四組平行的絮凝沉淀池中安裝了16臺絮凝攪拌器，絮凝池分為兩級，每級設(shè)置兩臺攪拌器。一種類型為懸掛板式(danglingplate)，類似于槳板式葉輪；另一種為水翼式葉輪攪拌器(見圖1)，葉輪直徑為2．4m，3片式變角葉片。絮凝區(qū)分為四組，每組設(shè)計流量為0．44m3／s，每組設(shè)4臺絮凝攪拌器和2塊擋板，排液方向為下向流。在四組池中，兩組完全設(shè)置槳板式攪拌器，一組單獨設(shè)置水翼式攪拌器，一組為兩種攪拌器的組合。對一
6、組槳板式葉輪和一組水翼式葉輪攪拌器的運行效果進(jìn)行對比，結(jié)果表明：槳板式葉輪攪拌器功率為2．2kW，采用渦輪減速器皮帶變速驅(qū)動，速度范圍可在0．5～1．5r／min之間變化；水翼式葉輪攪拌器功率為0．55kW，也是皮帶驅(qū)動變速調(diào)節(jié)，但是靈活地采用了重載直角斜齒輪和螺旋傘齒輪組，旋轉(zhuǎn)速度在3．5～11r／min。另外，兩種攪拌器的絮凝效果基本沒什么區(qū)別，但是，水翼式葉輪絮凝攪拌器在投資和運行費用上均具有優(yōu)勢。??2攪拌器的幾個重要參數(shù)2．1攪拌功率攪拌功率按式(1)[3]計算：P＝Np(ref)ρ(N／60)3D5kpgpfp／1000(1)式中P——攪拌功率，kW
7、；Np(ref)——基準(zhǔn)條件下的功率準(zhǔn)數(shù)，基準(zhǔn)條件參見文獻(xiàn)[3]。對于水翼式葉輪，Np(ref)為0．28～0．30；ρ——流體密度，kg／m3，對于水ρ＝1000kg／m3；N——攪拌葉輪轉(zhuǎn)速，r／min；D——攪拌葉輪直徑，m；kp——吸氣操作對功率的影響系數(shù)。對于絮凝過程，kp＝1；gp——非標(biāo)準(zhǔn)幾何尺寸對功率的影響系數(shù)；fp——粘度不等于1cP(1cP＝10-3Pa·s)時對功率的影響系數(shù)，水在20℃時，fp＝l。2．2泵送流量(葉輪排液量)泵送流量按式(2)[3]計算：Q＝Nq(ref)(N／60)D3kqgqfq(2)式中Q——攪拌產(chǎn)生的排液量，m3
8、／s；Nq(ref)——
