Приложение 2
ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ
По дисциплине ЕН.03. Экология на железнодорожном транспорте
Практическое занятие № 1
Расчет размеров нефтеловушки, используемой в качестве первой ступени очистки воды в оборотной системе водоснабжения промывочно-пропарочной станции, и эффективность ее работы.
Цель работы: Научиться рассчитывать размеры нефтеловушки и эффективность ее работы.
Ход работы:
1. Ознакомиться и определением и принципом работы нефтеловушки.
2. На основе исходных данных (табл. 1) рассчитать:
-размеры нефтеловушки
- эффективность ее работы.
3. Выводы по работе.
Нефтеловушка - сооружение для механической очистки сточныхвод от нефти и нефтепродуктов, способных к гравитационному отделению, и от осаждающихся механических примесей и взвешенных веществ
Принцип работы нефтеловушки основан на использовании гравитационных сил. Сточная вода через входной патрубок самотеком поступает в первый отсек, где происходит частичное оседание взвешенных веществ. Частицы нефтепродуктов укрупняются, в результате слипания частиц на модуле второго отсека и всплывают на поверхность. В последнем отсеке вода направляется на открытопористый микрофильтр, где окончательно очищается.
Слой всплывших нефтепродуктов откачивается ассенизационной машиной через соответствующий стояк.
Исходные данные
Таблица 1
Методические указания к выполнению практического занятия
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| к задаче | ||||||||||
| Количество обрабатываемых цистерн в сутки N, шт. | ||||||||||
| Расход воды на промывку одной цистерны Р ц, м3 | ||||||||||
| Скорость движения воды в отстойной зоне нефтеловушки, v в, м/с | 0,005 | 0,010 | 0,003 | 0,008 | 0,004 | 0,011 | 0,006 | 0,005 | 0,010 | 0,007 |
| Глубина проточной части отстойной зоны нефтеловушки H, м | 2,0 | 1,9 | 2,2 | 3,0 | 2,4 | 2,1 | 1,8 | 3,1 | 2,8 | 2,3 |
| Наименьший размер улавливаемых частиц нефтепродуктов в сточной воде r ч, 10-6 м | ||||||||||
| Начальная концентрация нефтепродуктов в очищаемой воде C н, г/м3 |
Примечания.
1. Коэффициент часовой неравномерности поступления очищаемой воды k н = 1,5.
2. Число секций в нефтеловушке n = 3.
3. Допустимая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки C к=150 г/м3.
4. Температура оборотной воды, подаваемой в нефтеловушку, не ниже 20 °С.
указания к решению задачи
1. Определить максимальный секундный расход воды, м3/с через одну секцию нефтеловушки по формуле
,
2. Определить требуемую ширину В, м, каждой секции нефтеловушки из условия пропуска Q max по формуле
,
Значение B, м, округлить до целых значений в большую сторону.
3. Для предварительного расчета размеров нефтеловушки принять ламинарный характер потока воды в отстойной зоне при постоянных скоростях движения воды v в и всплытия частиц нефтепродуктов v ч.
Скорость всплытия частиц нефтепродуктов v ч, м/с, найти из условия равенства выталкивающей архимедовой силы и силы вязкого сопротивления воды по формуле
,
где g - ускорение свободного падения, м/с2;
r ч - радиус (размер) улавливаемых частиц нефтепродуктов, м;
r ч, r в - соответственно плотности частиц нефтепродуктов и воды, кг/м3 (принять самостоятельно по справочным данным);
g- кинематическая вязкость воды, м2/с, зависящая от температуры, для 20 °С g = 10-6 м2/с.
4. Длина отстойной зоны нефтеловушки L, м, определяется из условия равенства времени всплытия нефтечастиц на поверхность и времени прохождения потока воды в отстойной зоне:
5. С учетом реальных турбулентных процессов, происходящих в нефтеловушке, действительная скорость всплытия нефтечастиц будет равна:
v ч¢ = v ч - w,
где w - вертикальная турбулентная составляющая скорости, м/с; с достаточной для практики точностью может быть принята равной 0,04 v в.
6. Уточнить длину отстойной зоны нефтеловушки по формуле
Найденное значение L ¢, м, округлить до целого значения в большую сторону.
7. Эффективность работы нефтеловушки по уменьшению концентрации нефтепродуктов в очищаемой воде определить по формуле
8. Вычислить фактическую концентрацию нефтепродуктов на выходе нефтеловушки, г/м3:
C ф = С н(1-h),
сравнить еес допустимой по условиям задачи С к и сделать выводы.