水下推進(jìn)器選型計(jì)算(萬)

1、水下推進(jìn)器計(jì)算及選型1 ,已知參數(shù)及條件該污水處理廠采用的A/A/。工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯(lián)而成，系 A1/0 與 A2/0流程的結(jié)合，是在厭氧好氧除磷工藝的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。此工藝同時(shí)具 有脫氮除磷的功能。該工藝在厭氧好氧除磷工藝中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液 回流至缺氧池的前端，以達(dá)到反硝化脫氮的目的。好氧池，寬5.45 m,渠有效長約164 m,水深5.258 m。日處理量2萬噸， 池內(nèi)污水正常流動(dòng)時(shí)，水流速為0.4m/s,推進(jìn)器未啟動(dòng)前，則渠內(nèi)水流動(dòng)速度 為0 m/s,推進(jìn)器啟動(dòng)后要使明渠內(nèi)水中污泥經(jīng)推進(jìn)器攪拌及推動(dòng)而不沉淀渠內(nèi) 水流動(dòng)速度應(yīng)不小于0.4m/so2.渠內(nèi)水

2、中啟動(dòng)推力的計(jì)算經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算，確定要使渠內(nèi)水中污泥流動(dòng)而不沉淀，其水流速應(yīng)不小于 0.4m/so要使渠內(nèi)水的流速達(dá)到設(shè)定值，根據(jù)動(dòng)量定理，設(shè)作用在水上的合外力即 推進(jìn)器對水的推力為F,則有F=pQ(P2v2-Plv1)（1）式中P液體密度（kg/m3）,這里為泥水混合后的密度;Q渠內(nèi)過水流量（m3/s） ； p1、P2動(dòng)量xx系數(shù)，工程實(shí)際應(yīng)用時(shí)可取01=P2=1； v1、v2渠內(nèi)過水前、后流動(dòng)速度（m/s）。又知，Q二Av2二Bhv2式中A一渠內(nèi)過水截面積（m2）；B一渠寬度（m）；h一渠內(nèi)水深（m）。則（1）式變?yōu)镕=pBhv2（v2-v1）2 2）從前面工程設(shè)計(jì)參數(shù)中已知B=5.45 （

3、m） ； h=5.25 （m） ； v2=0.4 （m/s） ； v1=0 (m/s)；含泥量取 30mg/1=30 g/m3=0.03 kg/m3液體密度p可通過下面公式求得。液體密度P二(單渠每月沉泥量+單渠內(nèi)純凈水質(zhì)量)/單渠內(nèi)泥水混合體 積。而單渠每月沉泥量=單渠每月過水量x平均含泥量二(日處理量x30) X平均含 泥量=(200x30) x0.03=18000( kg)o單渠內(nèi)泥水混合體積=渠寬度x渠內(nèi)水深x渠長=5.45x5.25x164=4692.45(m3)沉 泥應(yīng)占體積=每月沉泥量/泥的理論密度3)渠內(nèi)水應(yīng)占體積=單渠內(nèi)沙水混合體積-沉沙應(yīng)占體積二4692.45 9=4683

4、45(m3)單渠內(nèi)純凈水質(zhì)量之渠內(nèi)水應(yīng)占體積x純凈水密度=4683.45x1000= (kg)液體密度 p=(18000+)/ 4692.45=1002 (kg/m3 )將已知參數(shù)代入(2)式有F=1002x5.45x5.25x0.4x(0.4-0)=4588(N)從上計(jì)算可知，要使單渠內(nèi)水的流速V20.4 (m/s),則推進(jìn)器對水的啟動(dòng) 推力 F>5805(N)3 ,渠內(nèi)水中實(shí)際推力的計(jì)算在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，水流在長達(dá)164 m且有拐彎的明渠內(nèi)流動(dòng)，會(huì)因與池壁的 摩擦產(chǎn)生沿程阻力損失，用Apf表示，會(huì)因拐彎產(chǎn)生局部阻力損失用表示Ap和出口也會(huì)產(chǎn)生局部阻力損失，用表示Apj2jl表示，在渠道進(jìn)

5、口表示。由于上述損失的產(chǎn)生會(huì)使開始的啟動(dòng)流速衰 減。要使長達(dá)164m渠內(nèi)水流平均流速維持在0.4 (m/s)以上，需要推進(jìn)器產(chǎn) 生的一定的推力(即要求的渠內(nèi)水中實(shí)際推力)去克服上述阻力損失。(1) Apf的確定據(jù)布達(dá)公式有Pf=f(L/dH)pv/2式中L一渠道長度，L=164 (m) dH一渠道水深，dH=5.25 (m)p液體密度(kg/m3),這里為砂水混合后的密度，p=1002 (kg/m3)；v渠內(nèi)過水流速，v=0.4 (m/s)；f一沿程阻力損失系數(shù)，需通過下面計(jì)算求得。常用的XX阻力系數(shù)有：Chezy系數(shù)C, Manning系數(shù)n及Darcy系數(shù)f,其中C n是有量綱，f是無量綱

6、，三者之間有如卜關(guān)系：8/f=C/g=R/(ng)明渠中常用Chezy系數(shù)Co Chezy系數(shù)C常采用巴甫洛夫斯基公式：C=Ry/n,其中 R 為水力半徑，R=1.5 (m) , y=2.5n-0.13-0.75R(n-0.10), n 可 通過查表取n=O14,則由計(jì)算得到y(tǒng)=0137, 087.5。由8/f=C/g求得3/8f=8g/C=0.01 代入(5)式得Pf= f(L/dH)pv/2=0.01xxl002x0.4/2=25(Pa)Apj的確定據(jù)布達(dá)公式有Pjl=pv/2(4)式中&折彎局部阻力損失系數(shù)，單渠中有兩處180。折彎，按手冊可查得 折彎口=0.5, =21=1；p

7、=1002 (kg/m3)；v=0.4 (m/s)；將已知參數(shù)代入(4)式得Pjl=lxl002x0.4/2=80(Pa)(1) Apj222的確定據(jù)布達(dá)公式有pj2=pv/2(4)式中&渠道進(jìn)口和出口局部阻力損失系數(shù)，按手冊可查得進(jìn)口 已二05出 口 12=0.5,1=門+§2=；p=1002 (kg/m3)；v=0.4 (m/s)；將已知參數(shù)代入(4)式得Pjl=lxl002x0.4/2=80(Pa)總阻力損失ApAp=ZApj+EApf=Apjl+Apj2+Apj3+Apf=25+80+80=185(Pa)實(shí)際推力的計(jì)算F，=ApxA=185x5.45x5.25=529

8、5(N)由于在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，一方面推進(jìn)器產(chǎn)生的推力只作用在導(dǎo)流罩內(nèi)徑大小范 圍內(nèi)的水流截面，需要帶動(dòng)整個(gè)水流截面的水流動(dòng)，會(huì)因摩擦及耗損而降低效 率；另一方面水在長達(dá)170 m且有拐彎的明渠內(nèi)流動(dòng)，會(huì)因與池壁的摩擦產(chǎn)生 沿程損失，會(huì)因拐彎產(chǎn)生局部損失。故在計(jì)算實(shí)際推力時(shí)，因考慮適當(dāng)取安全 系數(shù)1.15,則實(shí)際推力Fz= Fxl.l5=5295xl.25=6089.25(N)4 .推進(jìn)器選型選用型號為推進(jìn)器，單臺水推力為3090 (N),功率為則單渠應(yīng)選用臺數(shù) n = 0二1.97取n=2,即單渠應(yīng)選用2xx推進(jìn)器。根據(jù)渠道工藝尺寸，推進(jìn)器布置按單渠雙臺串聯(lián)放置為1組，共2臺。水下推進(jìn)器主要性能參數(shù)如下：型號：；水推力：3090 (N) ； 22功率：5 (kW)；葉輪轉(zhuǎn)速:51 (r/min)。5同樣可為缺氧池選型號為推進(jìn)器2xxo主要性能參數(shù)如下：型號：；水推