Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

HIZLI KARIŞTIRMA VE YUMAKLAŞTIRMA YRD.DOÇ.DR. ASUDE ATEŞ.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "HIZLI KARIŞTIRMA VE YUMAKLAŞTIRMA YRD.DOÇ.DR. ASUDE ATEŞ."— Sunum transkripti:

1 HIZLI KARIŞTIRMA VE YUMAKLAŞTIRMA YRD.DOÇ.DR. ASUDE ATEŞ

2 Bir kasabanın içme suyu, su kalitesi zamanla oldukça değişen bir nehirden karşılanacaktır. Bir yıl boyunca çeşitli zamanlarda yapılan ham su tahlil ve kavanoz testinden elde edilen uygun yumaklaştırıcı dozları Cetvel 5.5’ de gösterilmiştir. 24 saat işletme için hesap debisi, günlük ortalama olarak 43,8 lt /sn ve maksimum sarfiyat ise 65,7 lt /sn olarak verildiğine göre, içme suyu tasfiye tesisine ait hızlı karıştırma ünitesini teşkil ediniz.

3

4 Cetvel 5.5 den görülebileceği gibi ham suyun bulanıklığı zamanın % 62 (=34+28)sinde 45 ila 81 BB (bulanıklık birimi) arasında değişmekte ve zamanın ancak % 27 (= ) sinde ise 126 BB eşit ve ondan büyük olmaktadır. Yumaklaştırıcı olarak alum kullandığımıza göre aşağıdaki reaksiyona göre Al 2 (SO 4 ) H 2 O + 3 Ca(HCO 3 ) 2 →3CaSO 4 + 2Al(OH) 3 + 6CO H 2 O 666 3x100 CaCO 3 Optimum alum dozu 27 ila 36 mg/ lt arasında değiştiğinden lüzumlu alkalinete (CaCO 3 cinsinden ) (300/666)x(27-36) = 12,2 -16,2 mg/lt arasında değişir. Ham suda mevcut alkalinite ≥ 77 mg/lt olduğundan, görüldüğü gibi alkalinite kafidir.Böylece yumaklaştırıcı olarak sadece alum düşünülürse, optimum alum dozu için kavanoz testinden pH = 6,4 olduğu görülmektedir.

5

6 1.Misalde ele alınan kasabanın su ihtiyacı bir gölden temin edilecektir. Ham su oldukça üniform bir kaliteye sahiptir. Ham suya ait tahlil ve kavanoz tecrübesi neticeleri Cetvel 5.6 da verildiğine göre karıştırma odasını boyutlandırarak, hız gradyanını ve karıştırıcının gücünü hesaplayınız. Cetvel 5.6 Tahlil Neticeleri Vuku bulma yüzdesi % Bulanıklık B.B Alkalinite mg/lt (CaCO3) Sıcaklık C Jar testi sonuçları Alum dozu mg/lt alum Kireç dozu mg/lt Ca(OH) Ph 6,6 6,4 6,5 6,7 6,5

7 Ham suyun bulanıklılığı zamanın %78 (= ) inde 35 Bulanıklık biriminden,zamanın %92 (= ) inde ise 49 bulanıklık biriminden azdır. Bu sebeple doğrudan filtrasyon,projelendirme alternatifi olarak da düşünülebilir. Ancak burada klasik yumaklaştırma-çöktürme-filtrasyon sistemi için hesap yapılacaktır. Kavanoz tecrübelerinden alkali ilavesinin gerektiği ve uygun alum dozunun 27 ila 36 mg/lt alum olduğu bulunmuştur. Bu durumda yumaklaştırmada esas mekanizmanın kolloidlerin Al(OH) 3 ler tarafından sarılarak çökeltilmesi şeklindeki ( sweep coagulation) olduğu görülmektedir. Bu bakımdan mekanik karıştırmalı bir kısım yapmak uygundur. Uygun alum dozu olarak 31 mg/lt alınabilir. Alum dozu ile Al +3 dozu birbiri ile karıştırılmamalıdır. Alumum molekül ağırlığı 666 olduğundan,31 mg/lt Alum dozunun. Al +3 cinsinden değeri 2x27/666x(31)=2,5 mg A +3 /lt bulunur.

8 Karıştırma odasında bekleme müddeti 50 sn ve hız gradyanı 700sn -1 seçilirse: Hızlı karıştırma odası hacmi: V=65,7x10 -3 x50= 3,29m 3 İki adet paralel hızlı karıştırma odası seçilirse: V 1 = 3,29/2= 1,65m 3 Boyutlar 1,2x1,2 alınırsa derinlik h=1,65/1,2x1,2=1,15m bulunur. Seçilen ebat: 1,2x1,2x1,2 Her bir odanın hacmi: V 1 =1,2 x 1,2x 1,2=1,728m 3 En düşük sıcaklık değeri 14 0 C olduğundan,bu sıcaklıktaki viskozite 1,178x10 -3 Pa.sn veya N.sn/m 2 alınarak, N= G 2 μ V μ N= (700) 2.(1,1748x10 -3 )x1,728=995 watt Motor gücü verimin 0,80 kabulü ile N m = 995/0,8x1000=1,24 kW Bu takadda motor olmadığından seçilen motor 1,5 kW dır.

9 Hacmi 3000 M 3 olan bir yumaklaştırma havuzunda G = 50 sn -1 lik bir hız gradyanı elde etmek için lüzumlu gücü ve pedal alanı hesaplayınız. Su sıcaklığı 15 0 C olup, bu sıcaklıkta viskozite µ=1,139x10 -3 N.sn/m 2 alınacaktır.Pedal hızı 0,6 m/sn ve izafi pedal hızı mutlak hızın 0,75 katı olarak alınacaktır. Pedal katsayısı C D =1,8 dir. ÇÖZÜM: N= µ G 2 V = 1,139 x (N.sn/m 2 )x (50) 2 (l/sn) 2 x (3000m 3 ) = 8543 N.m/sn (Watt) N= C A. A p V R 3 /2 ve V r = 0,75 v A= 2N/C D.p.V r 3 =2x8543 kgm 2 /sn 3 /1,8(999,1kg/m 3 )(0,75x0,6m/sn) 3 =104,3m 2

10 Debisi 1000 m 3 /saat olan bir su, 500 m 3 hacmindeki yumaklaştırma havuzundan geçirilmektedir. Su sıcaklığını 20 0 C alarak hız gradyanının 20 sn -1 ve 75 sn -1 olması halleri için gerekli gücü bulunuz ve G.t. değerini hesaplayınız.20 0 C için dinamik viskozite µ=10 -3 N.sn/m 2 olarak alınacaktır. Çözüm: G=20 sn -1 için N= µ.V.G 2 = (10 -3 N.sn/m 2 ) (500 m 3 ) (20) 2 l/sn 2 = 200 watt N= x 500 x 75 2 = 2813 watt t=V =500 = 0,5 st = 30 dk = 1800 sn Q 1000 G.t= =3,6.10 4, 10 4 < G.t <10 5 G=75sn -1 G.t=(75)(1800)=1,35x10 5, 10 4

11 Hesap debisi Q=11400 m 3 /gün olan bir içme suyu, hacmi 5,7 m 3 olan karışım odasından sonra 4,6 m genişlik, 21 m uzunluk ve su derinliği 3,5 m olan bir yumaklaştırma havuzundan geçmektedir. Çökeltme tankı bir boyutu 23 m olan kare bir havuzdur. Çökeltme havuzundaki su derinliği 3,6 m ve çıkış savağı boyu 90 m dir. Buna göre bekleme sürelerini hesaplayınız. Yumaklaştırma havuzundaki yatay hızı bulunuz. Çökeltme havuzunda savak yükü ile yüzey yükünü hesaplayınız. Kanaatlerinizi belirtiniz. (şekil 5.23) ÇÖZÜM: Debi = 11400m 3 /gün = 7.92m 3 /dk =0,132m 3 /sn Karıştırma odasında bekleme müddeti t = V/Q = 5,7m 3 / 0,132m 3 /sn = 43 sn (>30sn,pedallı karıştırıcılar için uygun) Yumaklaştırma havuzunda bekleme müddeti ve yatay hız t= 4,6mx21mx2,5m/ 7,92m 3 /sn=30dk (uygun 157,5 mm/sn uygun olabilir.) Çökeltme havuzunda bekleme müddeti t= 23mx23mx3,6m/0,132m 3 /snx3600sn/saat= 4,0 saat (uygun)

12 Şekil Misale Ait Sistemin Plan ve Kesiti Savak Yükü = Q/L savak = 11400m 3 /gün/90m=127m 3 /m.gün (<250 uygun) S o = Q/A=11400m 3 /gün/23mx23m=21,6 m 3 /m 2.gün =0,9 m/saat (uygun) Sistemin plan ve kesiti şekil 5.23 de gösterilmiştir.

13 ÇÖZÜM: Önce sisteme karar vermek gerekir. Bunun için birleşik sistem veya ayrık sistemden biri seçilebilir. Ayrık sistemde tesis maliyetini (inşa maliyeti) azaltmak için 1.misalde şekli verilen bir tertip tarzı düşünülebilir. Biz misalin farklı olması bakımından çökeltme havuzu, yatay akışlı dikdörtgen bir havuz olan ayrık bir sistemi seçelim. Yani sistem şematik olarak aşağıdaki gibi seçildi.

14 Q 1 =1000/2=500m 3 /saat Q M =1000/3=333m 3 /st. Q M yumaklaştırma ve çöktürme havuzlarının beheri için hesap debisidir. Hızlı karıştırma odasının boyutlandırılması Karıştırma taçhizatı: Mekanik,pedal tipi karıştırıcı kullanalım Bu tip karıştırma durumunda bekletme zamanı (Al 3+ ve Fe 3+ için) 30 saniyeden büyük seçilmelidir. t=50-60sn seçilmesi uygundur. t=60 sn seçelim t=V/QxV=t.Q 1 =60sn.500m 3 /saat.1saat/3600sn=8,3m 3 Seçilen derinlik 1,5 mB=2.4m L=2.4m V=8,6m 3 Q 1 =500 m 3 /saat alındı. Çünkü 2 adet (paralel) hızlı karıştırma odası seçilmişti.

15 Σ G.t=10x60 ( )=114000=1.1x10 5 =10 5 uygun V=Q M.t=(333x30/60)=166,5m 3 Seçilen => derinlik 3,0 m A=55.5m 2 Seçilen B=4m L=3x4,6=13,8m A=4x13,8=55.2 ~ 55.5m 2 NOT: Kanatlı karıştırıcılar seçildi. Kanat alanları G’ye bağlı olarak hesaplanabilir. Çökeltme Havuzu Bekleme müddeti: 4 saat Yüzey yükü: 1,25 m/sa seçelim Derinlik: 3m 3 adet paralel çökeltme tankı düşünüldüğünden Q=333m 3 /st V=t.Q=(4saat)333m 3 /sa=1332m 3 A=1332m 3 /3m=444m 2 Genişlik: 8m Boy:55m ~ 440m 2 Sistemin şematik bir kesiti şekil 5.24 de gösterilmiştir.

16 Kimyasal metodla su tasfiyesinde kullanılan hızlı karıştırma ve yumaklaştırma üniteleri: önde hızlı karıştırıcı arkada yavaş dönen yatay milli kanat Hızlı Karıştırma ve Yumaklaştırma Kısımları Boyuna Kesiti

17 Çöktürme Havuzu Boyuna Kesiti Şekil 5.24 Sistemin Şematik Kesitleri

18 Bir yumaklaştırma havuzu, birbiri ucuna dayanmış 2 adet yatay mile bağlı ve her birinin toplam uzunluğu 6m olan bir pedal karıştırıcı ile 4 devir/dak. hızla karıştırılmaktadır. Her yatay mile birbirine zıt uçlarda olmak üzere 20 cm genişlikte 2 adet pedal takılmıştır. Her bir pedalın ortasının milin merkezinden mesafesi 2m dir. Debi 10,5m 3 /dk olup,havuzdaki bekleme müddeti 40 dakikadır. Pedal katsayısı C D =1,4 alınacaktır. Suyun ortalama hızı pedal hızının dörtte biridir. Buna göre; a)Pedal alanının havuzun kesit alanına oranını b)Pedal hızlarını c)Güç ihtiyacını d)Hız gradyanını ve G.t değerlerini hesaplayınız.

19 a)Havuz en kesitindeki pedal alanını hesaplayalım. Pedal genişliği 20cm,pedal uzunluğu 6m,ve bir mile bağlı 2 adet pedal bulunduğundan, Pedal alanı= 6x2x0,2=2,4m 2 Havuz en kesit alanı=7x5=35m 2 Pedal alan yüzdesi 2,4/35x100=%6.85<%20 uygun

20 b)Pedal çevre hızı hesabı Pedal devri 4 devir/dk ve iki pedal ortasının birbirine mesafesi (2+2)=4m olduğundan,pedalların çevre hızı V=(4)(4) π /60=0,837m/sn İzafi pedal hızı V r =0,75 V=0,75x0,837=0,63m/sn bulunur. c)Güç hesabı Bir mile bağlı pedal alanı 2,4m 2 dir. Havuzda 2 mil olduğundan toplam pedal alanı 2x2,4=4,8m 2 dir. Bu alan=3x2x2x2x0,2=4,8m 2 şeklinde de hesaplanabilir. N=1/2 C D.A.p.V 3 r N=1/2(1,4)(4,8)(1000)(0,63) 3 =840 Watt=0,84 kW =1,14 Beygir gücü d)Hız gradyanı veGt hesabı Viskozite µ = N.sn/m 2 alınırsa ve N=840 Watt olduğundan: G= 45sn -1 10

21 ÇÖZÜM: N=p.g.Q.∆h Q=720 m 3 /st = 12 m 3 dk = 0,2 m 3 /sn N = 1000x9,81x0,2x1,0=1962Watt= 1,96 kW V = 40 dk x 12 m 3 /dk = 480 m 3 Birim hacim başına lüzumlu güç N 1 =N/V=1962/480=4,1Watt/m 3 yumaklaştırma hacmi bulunur. G.t=64x40x60=1,54x10 5 elde edilir.

22 Hesap debisi 4550 lt/dk olan bir kasabanın içme suyundaki bulanıklılık yumaklaştırma sistemi ile giderilecektir. Hızlı karıştırma odası ayrı,yumaklaştırma ve çökeltme havuzları birleşik olarak düşünülerek sistemi boyutlandırınız. ÇÖZÜM: a)Hızlı Karıştırma Odasının Boyutlandırılması Seçilen Türbin tipi karıştırıcı,bekleme müddeti:1,5dk Hacim V=t.Q=1,5x4550x10 -3 =6,8m 3 Derinlik 1,5 m alınırsa,yüzey alan, A=6,8/1,5=4,5m 2 Boyutlar 2,15x2,15x1,5=6,9m 3 >6,8m 3

23 b)Yumaklaştırma ve Çöktürme Havuzu Sisteminin Boyutlandırılması - Yumaklaştırıcı Bekleme müddeti 30 dk alınırsa, hacim: V=30X4550X10 -3 =136,5m 3 Derinlik 3m seçilirse,alan 136,5/3=45,5m 2 Daire kesit seçilirse çapı=7,65m (A=46m 2 ) V=46X3=138m 3 >136,5m 3 -Çöktürme Havuzu Bekleme müddeti 4st alınırsa,hacim V=4X60X4550X10 -3 =1092m 3 Ortalama derinlik 3,7m alalım Yumaklaştırıcı ve çöktürme havuzunun toplam hacmi V t = =1230m 3 Birleşik sistemin yüzey alanı: 1230/3,7=332,4m 2 Bu sistemin dış çapı


"HIZLI KARIŞTIRMA VE YUMAKLAŞTIRMA YRD.DOÇ.DR. ASUDE ATEŞ." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları