[機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文]絮凝池?cái)嚢杵鞯脑O(shè)計(jì)

1、摘要完成絮凝過(guò)程的絮凝池(一般常稱反響池)，在凈水處理中占有重要的地位。天然水中的懸浮物質(zhì)及肢體物質(zhì)的粒徑非常細(xì)小。為去除這些物質(zhì)通常借助于混凝的手段，也就是說(shuō)在原水中參加適當(dāng)?shù)幕炷齽?，?jīng)過(guò)充分混和，使膠體穩(wěn)定性被壞(脫穩(wěn)并與混凝劑水介后的聚合物相吸附，使顆粒具有絮凝性能。而絮凝池的目的就是創(chuàng)造適宜的水力條件使這種具有絮凝性能的顆粒在相互接觸中聚集，以形成較大的絮凝體(絮粒)。因此，絮凝池設(shè)計(jì)是否確當(dāng)，關(guān)系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影響后續(xù)處理的沉淀效果。絮凝攪拌機(jī)是絮凝池機(jī)械攪拌的裝置，它主要用于廢水處理的攪拌過(guò)程。本設(shè)計(jì)提到了絮凝池的設(shè)計(jì)，攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)以及其工藝流程。關(guān)鍵詞： 絮凝池

2、 混凝劑 沉淀效果 絮凝性能AbstractAccomplish flocculation process flocculation pool (call reaction in general often pool) , handle middle in clean water occupying important position. Natural water suspension matter and limb matter grain diameter are very trivial.Be to dislodge these matter being backed by the m

3、eans drifting along curdling generally , that is ,add the appropriate coagulant , blend through sufficiently in raw water, let colloid stability be spoiled the polymer (coming off after steady) and being situated between with coagulant water looks at and appraises an adsorption , makes a pellet have

4、 the flocculation function. But, that flocculation pool purpose is to create appropriate waterpower condition makes this have flocculation function pellet assembling, to form bigger flocculation body (catkin granule) in contacting middle mutually. But therefore, flocculation pool designs thinking th

5、at indeed or not, effect being related to a flocculation, the flocculation effect has direct impact to follow-up treatment precipitayion effect. The flocculation mixer is flocculation pool mechanical rabble device , it is used for the waste water treatment mixing process mainly. Design the design ha

6、ving mentioned flocculation pool originally, the mixer design and whose process flow.Keywords: Flocculation pool Coagulant Precipitayion effect Flocculation function如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126研究成果的嚴(yán)肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應(yīng)列出參考文獻(xiàn)表引文應(yīng)以原始文獻(xiàn)和第一手資料為原那么。所有引用別人的觀點(diǎn)或文字，無(wú)論曾否發(fā)表，無(wú)論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻(xiàn)資料，應(yīng)如實(shí)說(shuō)

7、明。對(duì)已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評(píng)論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準(zhǔn)確。偽注、偽造、篡改文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)等，均屬學(xué)術(shù)不端行為致謝一項(xiàng)科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往不是單獨(dú)一人可以完成的,還需要各方面的人力,財(cái)力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有致謝1) 著錄參考文獻(xiàn)可以反映論文作者的科學(xué)態(tài)度和論文具有真實(shí)、廣泛的科學(xué)依據(jù)，也反映出該論文的起點(diǎn)和深度。2) 著錄參考文獻(xiàn)能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開(kāi)來(lái)。3) 著錄參考文獻(xiàn)能起索引作用。4) 著錄參考文獻(xiàn)有利于節(jié)省論文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive App

8、roach to Language PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sep

9、t-Oct, 1995.學(xué)位申請(qǐng)者如果能通過(guò)規(guī)定的課程考試，而論文的審查和辯論合格，那么就給予學(xué)位。如果說(shuō)學(xué)位申請(qǐng)者的課程考試通過(guò)了，但論文在辯論時(shí)被評(píng)為不合格，那么就不會(huì)授予他學(xué)位。有資格申請(qǐng)學(xué)位并為申請(qǐng)學(xué)位所寫(xiě)的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。學(xué)士學(xué)位論文既如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)VDC 001.81、CB 7713-87號(hào)文件給學(xué)術(shù)論文的定義為：學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實(shí)驗(yàn)性、理論性或觀測(cè)性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見(jiàn)解的知識(shí)和科現(xiàn)象、制定新理論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會(huì)不斷地為新理論推翻。斯蒂芬梅森因此

10、，沒(méi)有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù)論文就沒(méi)有科學(xué)價(jià)值。三、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應(yīng)對(duì)大量的事實(shí)、材料進(jìn)行分析、研究，使感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。一般來(lái)說(shuō)，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實(shí)事求是、“有的放矢、“既分析又綜合 的科學(xué)研究方法。一般普通刊物省級(jí)、國(guó)家級(jí)審核時(shí)間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時(shí)間為14-20天。核心期刊審核時(shí)間一般為4個(gè)月，須經(jīng)過(guò)初審、復(fù)審、終審三道程序。3.期刊的級(jí)別問(wèn)題。國(guó)家沒(méi)有對(duì)期刊進(jìn)行級(jí)別劃分。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級(jí)別來(lái)對(duì)期刊劃為

11、省級(jí)期刊和國(guó)家級(jí)期刊。省級(jí)期刊主管單位是省級(jí)單位。國(guó)家級(jí)期刊主管單位是國(guó)家部門(mén)或直屬部門(mén)。如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc167114833 1 前 言 PAGEREF _Toc167114833 h 1 HYPERLINK l _Toc167114834 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的、意義、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc167114834 h 1 HYPERLINK l _Toc167114835 1.1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的、意義 PAGEREF _Toc167114835 h 1 HYPERLINK l _

12、Toc167114836 1.1.2 國(guó)內(nèi)外污水處理的現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc167114836 h 1 HYPERLINK l _Toc167114837 1.2 攪拌機(jī)在污水處理中的作用 PAGEREF _Toc167114837 h 2 HYPERLINK l _Toc167114838 1.2.1 攪拌機(jī)的開(kāi)展概述 PAGEREF _Toc167114838 h 2 HYPERLINK l _Toc167114839 1.2.2 反響攪拌機(jī)的工作原理 PAGEREF _Toc167114839 h 2 HYPERLINK l _Toc167114840 1.3 絮凝的工作原理 P

13、AGEREF _Toc167114840 h 3 HYPERLINK l _Toc167114841 1.4 水處理中的攪拌設(shè)備 PAGEREF _Toc167114841 h 3 HYPERLINK l _Toc167114842 1.5 絮凝攪拌機(jī)的適應(yīng)條件和構(gòu)造 PAGEREF _Toc167114842 h 3 HYPERLINK l _Toc167114843 1.5.1 絮凝攪拌機(jī)的適應(yīng)條件 PAGEREF _Toc167114843 h 3 HYPERLINK l _Toc167114844 1.5.2 絮凝攪拌機(jī)的構(gòu)造 PAGEREF _Toc167114844 h 4 HYP

14、ERLINK l _Toc167114845 1.6 本課題的設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc167114845 h 5 HYPERLINK l _Toc167114846 2 絮凝池的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc167114846 h 6 HYPERLINK l _Toc167114847 2.1 絮凝池的設(shè)計(jì)探討 PAGEREF _Toc167114847 h 6 HYPERLINK l _Toc167114848 2.1.1 絮凝的相似關(guān)系 PAGEREF _Toc167114848 h 7 HYPERLINK l _Toc167114849 2.1.2 假設(shè)和設(shè)想 PAGEREF

15、_Toc167114849 h 10 HYPERLINK l _Toc167114850 絮凝池的設(shè)計(jì)要求及結(jié)果 PAGEREF _Toc167114850 h 15 HYPERLINK l _Toc167114851 3 絮凝攪拌機(jī)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc167114851 h 16 HYPERLINK l _Toc167114852 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc167114852 h 16 HYPERLINK l _Toc167114853 設(shè)計(jì)要點(diǎn) PAGEREF _Toc167114853 h 16 HYPERLINK l _Toc167114854 設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù) P

16、AGEREF _Toc167114854 h 16 HYPERLINK l _Toc167114855 槳葉的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc167114855 h 17 HYPERLINK l _Toc167114856 槳葉結(jié)構(gòu)尺寸確定 PAGEREF _Toc167114856 h 17 HYPERLINK l _Toc167114857 攪拌器轉(zhuǎn)速計(jì)算 PAGEREF _Toc167114857 h 17 HYPERLINK l _Toc167114858 攪拌功率計(jì)算 PAGEREF _Toc167114858 h 19 HYPERLINK l _Toc167114859 4 電動(dòng)機(jī)及

17、減速器的選型 PAGEREF _Toc167114859 h 21 HYPERLINK l _Toc167114860 減速器和電動(dòng)機(jī)的選型條件 PAGEREF _Toc167114860 h 21 HYPERLINK l _Toc167114861 電動(dòng)機(jī)與減速器的選擇 PAGEREF _Toc167114861 h 21 HYPERLINK l _Toc167114862 攪拌軸的設(shè)計(jì)及其結(jié)果驗(yàn)證 PAGEREF _Toc167114862 h 23 HYPERLINK l _Toc167114863 軸與槳葉、聯(lián)軸器的連接 PAGEREF _Toc167114863 h 24 HYPER

18、LINK l _Toc167114864 連接形式 PAGEREF _Toc167114864 h 24 HYPERLINK l _Toc167114865 聯(lián)軸器與軸的連接 PAGEREF _Toc167114865 h 24 HYPERLINK l _Toc167114866 軸承的選型及軸的最終確定 PAGEREF _Toc167114866 h 24 HYPERLINK l _Toc167114867 5 支撐裝置設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc167114867 h 25 HYPERLINK l _Toc167114868 攪拌機(jī)的支承局部 PAGEREF _Toc167114868

19、h 25 HYPERLINK l _Toc167114869 機(jī)座 PAGEREF _Toc167114869 h 25 HYPERLINK l _Toc167114870 軸承裝置 PAGEREF _Toc167114870 h 26 HYPERLINK l _Toc167114871 水下支撐座的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc167114871 h 26 HYPERLINK l _Toc167114872 軸承的選型 PAGEREF _Toc167114872 h 26 HYPERLINK l _Toc167114873 支撐套的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc167114873 h 27

20、HYPERLINK l _Toc167114874 6 軸的密封 PAGEREF _Toc167114874 h 28 HYPERLINK l _Toc167114875 7 結(jié) 論 PAGEREF _Toc167114875 h 30 HYPERLINK l _Toc167114876 符號(hào)說(shuō)明 PAGEREF _Toc167114876 h 31 HYPERLINK l _Toc167114877 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc167114877 h 32 HYPERLINK l _Toc167114878 謝 辭 PAGEREF _Toc167114878 h 33 HYPERLIN

21、K l _Toc167114879 附 件 PAGEREF _Toc167114879 h 341 前 言1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的、意義、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀1.1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目的、意義廢水處理中反響攪拌機(jī)的目的是借助攪拌器的作用是使廢水中的膠體顆粒絮凝形成較大的顆粒，以利沉淀，以滿足水處理中水質(zhì)凈化的要求。此題目主要涉及水處理中絮凝工藝中反響攪拌機(jī)的設(shè)備設(shè)計(jì)，主要解決的問(wèn)題是水處理中該設(shè)備的設(shè)計(jì)，包括：絮凝攪拌機(jī)、電動(dòng)機(jī)及減速器的選型、支撐裝置設(shè)計(jì)、軸的密封設(shè)置、絮凝池的設(shè)計(jì)，并畫(huà)出相應(yīng)的設(shè)備圖。1.1.2 國(guó)內(nèi)外污水處理的現(xiàn)狀我國(guó)污水處理事業(yè)的歷史始于1921年，到改革開(kāi)放的近二十年來(lái)取得了

22、迅速的開(kāi)展，但仍然滯后于城市開(kāi)展的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2000年底，全國(guó)已建設(shè)城市污水處理廠427座，其中二級(jí)處理廠282座。這些污水處理廠的建設(shè)，極大地提高了城市污水的處理水平，但處理量的增加仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于污水排放量的增長(zhǎng)，我國(guó)的污水處理事業(yè)的實(shí)際情況是污水處理率低，很多老城區(qū)的排水管網(wǎng)甚至不成系統(tǒng)。城市污水處理能力增長(zhǎng)緩慢和污水處理率低是造成我國(guó)水環(huán)境污染的主要原因，由此導(dǎo)致了水環(huán)境的持續(xù)惡化，并嚴(yán)重的制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的開(kāi)展。我國(guó)城市污水處理能力增長(zhǎng)緩慢的主要原因可以歸結(jié)為：污水處理技術(shù)落后：城市污水處理技術(shù)是城市污水處理設(shè)施能否高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，就目前的開(kāi)展?fàn)顩r來(lái)看，在中小城市污水處理方面，

23、尚缺乏適合我國(guó)實(shí)際國(guó)情的污水處理技術(shù)和設(shè)備。因此，探索和開(kāi)展適合我國(guó)國(guó)情的中小城市鎮(zhèn)污水處理工藝，掌握一批在中小城市鎮(zhèn)具有代表性的污染源的治理技術(shù)和城市污水處理技術(shù)，就勢(shì)在必行。在過(guò)去的30年中，美國(guó)通過(guò)建設(shè)污水處理廠，成功解決了來(lái)自城市和工業(yè)方面的點(diǎn)源污染問(wèn)題，但在到達(dá)可以游泳和漁業(yè)用水的要求方面，仍然遇到了很多困難。由于現(xiàn)在的水污染大局部是來(lái)自分散的非點(diǎn)源，對(duì)于這些非點(diǎn)源污染，控制措施和相關(guān)費(fèi)用都具有很高的不確定性，今后城市在污水處理方面能夠或應(yīng)該做到什么程度，目前正在進(jìn)行劇烈的爭(zhēng)論。合流制污水管網(wǎng)的老城市需要大量投資，來(lái)減少在雨季的污水溢流，而迅速開(kāi)展的新興城市又臨著處理能力缺乏，導(dǎo)致生

24、活污水管網(wǎng)溢流的問(wèn)題。1.2 攪拌機(jī)在污水處理中的作用1.2.1 攪拌機(jī)的開(kāi)展概述攪拌機(jī)的操作性能直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、能耗和生產(chǎn)本錢(qián)，工程界和學(xué)術(shù)界對(duì)攪拌混合都非常重視，進(jìn)行了大量的研究工作，取得了不少的研究成果。攪拌器是化學(xué)工程和生物工程中最常見(jiàn)也是最重要的單元設(shè)備之一。目前，攪拌器的選型和內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)在很大程度上依賴試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)放大規(guī)模還缺乏深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)于能耗和生產(chǎn)本錢(qián)只能在一定規(guī)模的生產(chǎn)裝置上比照后才能得出結(jié)論，由于對(duì)產(chǎn)品的回收率和質(zhì)量要求越來(lái)越高，對(duì)攪拌器的研究日趨深入，已從早期對(duì)攪拌功率和混合時(shí)間的研究，20世紀(jì)80年代對(duì)反響釜內(nèi)的流體速度場(chǎng)分布的研究，進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)

25、的攪拌釜內(nèi)三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬研究。流場(chǎng)數(shù)值模擬必須在深入進(jìn)行流體力學(xué)研究的根底上，綜合考慮流體流動(dòng)的三維性、隨機(jī)性、非線性和邊界條件不確定性。通過(guò)數(shù)值模擬不但可以解決反響器的放大機(jī)理，而且可以優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型高效攪拌器，使機(jī)械攪拌器的設(shè)計(jì)理論更加完善。 1.2.2 反響攪拌機(jī)的工作原理對(duì)于不同的介質(zhì)，不同的化學(xué)反響過(guò)程，要求攪拌裝置的結(jié)構(gòu)和攪拌速度不同，根據(jù)不同的場(chǎng)合一般分為以下幾種情況：1、液-液互溶系統(tǒng)的場(chǎng)合，一般采用低速攪拌就能足夠完成，這種場(chǎng)合常用漿葉式攪拌裝置。2、液-液互不相溶的場(chǎng)合，這種場(chǎng)合那么需要強(qiáng)烈的上下翻滾，常用漿葉攪拌器，在釜體內(nèi)加有一定形狀的擋板，或采用推進(jìn)式攪拌器。3

26、、反響介質(zhì)里有少量的固體且不易沉降時(shí)可采用比擬緩和的攪拌，反之當(dāng)反響介質(zhì)或反響過(guò)程的生成物中固體較多，且容易沉降時(shí)必須采用強(qiáng)烈的上下的翻動(dòng)的攪拌，這些攪拌均屬于固-液相的攪拌系統(tǒng)。在本人設(shè)計(jì)的課題中攪拌器中所攪拌的介質(zhì)是廢水，廢水處理中反響攪拌機(jī)的目的是由電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，經(jīng)減速器聯(lián)軸器帶到直槳葉旋轉(zhuǎn)使膠體顆粒絮凝形成較大的顆粒，以利沉淀，以滿足水處理中水質(zhì)凈化的要求。1.3 絮凝的工作原理膠體的脫穩(wěn)階段是第一階段，絮凝是第二階段，而絮凝指膠體脫穩(wěn)以后結(jié)成大顆粒絮體的階段。第一階段相當(dāng)于給水處理中加藥混合后的極短的一段時(shí)間，可能在一秒鐘內(nèi)，而絮凝那么主要是在反響設(shè)備中完成的。這是水處理中常用的

27、方法。其工作原理如圖1-1。廢 水投 藥混 合反 應(yīng)沉淀別離沉淀慢速攪拌急速攪拌出水絮凝劑圖1-1 絮凝沉淀處理流程示意圖1.4 水處理中的攪拌設(shè)備水處理中的攪拌設(shè)備，分成溶藥攪拌，混合攪拌，絮凝攪拌。澄清池?cái)嚢瑁財(cái)嚢韬退聰嚢枇N類型。絮凝攪拌是水處理的重要方法之一或根本單元操作之一，而且往往是必不可少的。它在生活飲用水、工業(yè)用水、工業(yè)廢水及生活污水的處理中都有廣泛的應(yīng)用，因而學(xué)習(xí)和研究絮凝科學(xué)及其在水處理中的應(yīng)用具有十分重要的意義。其中絮凝攪拌機(jī)分為：剛性連接攪拌機(jī)和彈性連接攪拌機(jī)。本設(shè)計(jì)主要討論的是剛性連接攪拌機(jī)。剛性連接攪拌機(jī)由：電動(dòng)機(jī)，減速器，剛性聯(lián)軸器，機(jī)座。軸承，攪拌軸，攪

28、拌器。攪拌設(shè)備的工作局部，有攪拌器，攪拌軸和攪拌附件組成。1.5 絮凝攪拌機(jī)的適應(yīng)條件和構(gòu)造1.5.1 絮凝攪拌機(jī)的適應(yīng)條件絮凝攪拌機(jī)用于給水排水主力中混凝過(guò)程中的絮凝階段。絮凝攪拌的作用是促使水中的膠體顆粒發(fā)生碰撞，吸附并逐漸結(jié)成一定大小的帆花，試絕大局部帆花截留在沉淀池內(nèi)。攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間是決定絮凝效果的關(guān)鍵。 絮凝池內(nèi)攪拌強(qiáng)度(即攪拌速度梯度值G)應(yīng)遞減，各檔攪拌器槳葉中心處的線速度依次逐漸減慢，且要有足夠的攪拌時(shí)間來(lái)完成絮凝過(guò)程。絮凝攪拌機(jī)可滿足絮凝規(guī)律的要求，使絮凝過(guò)程中各段具有不同的攪拌強(qiáng)度，可以適合水量和水溫的變化，優(yōu)點(diǎn)是水頭損壞小，池體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外加能量組合方便。絮凝攪拌機(jī)設(shè)

29、置無(wú)級(jí)調(diào)速后可隨水量，原水濁度和投藥量的變化而調(diào)整攪拌強(qiáng)度，到達(dá)滿意的絮凝效果，節(jié)約藥劑的用量。絮凝攪拌機(jī)根據(jù)攪拌軸的安裝分式分為立式攪拌機(jī)和臥失攪拌機(jī)兩種。臥式絮凝攪拌機(jī)的槳板接近池底旋轉(zhuǎn)，一般絮凝池不存在積泥問(wèn)題。1.5.2 絮凝攪拌機(jī)的構(gòu)造立式攪拌機(jī)有工作局部(垂直攪拌軸，框式攪拌器)，支承局部(軸承裝置，機(jī)座)和驅(qū)動(dòng)局部(電動(dòng)機(jī)，擺線針輪減速機(jī))組成。如圖1-2。圖1-2 立體攪拌機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖框式攪拌器分直槳葉，斜槳葉和網(wǎng)槳葉三種。 直槳葉是最常用的一種普通槳葉，其結(jié)構(gòu)如圖1-3。圖1-3 直槳葉框式攪拌器示意圖1.6 本課題的設(shè)計(jì)思路(1).絮凝池的結(jié)構(gòu)尺寸確實(shí)定；(2).攪拌機(jī)大小

30、確實(shí)定及轉(zhuǎn)速和功率的計(jì)算；(3).由攪拌機(jī)功率來(lái)做電機(jī)的選型設(shè)計(jì)；(4).由電機(jī)的型號(hào)尺寸來(lái)做聯(lián)軸器的選型設(shè)計(jì)；(5).由聯(lián)軸器的型號(hào)尺寸來(lái)決定軸徑以及對(duì)所決定的軸徑進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證；(6).由軸徑來(lái)做軸承的選型；(7).由軸承的尺寸來(lái)做機(jī)座及支撐座的選型設(shè)計(jì)。2 絮凝池的設(shè)計(jì)2.1 絮凝池的設(shè)計(jì)探討完成絮凝過(guò)程的絮凝池(一般常稱反響池)，在凈水處理中占有重要的地位。天然水中的懸浮物質(zhì)及肢體物質(zhì)的粒徑非常細(xì)小。為去除這些物質(zhì)通常借助于混凝的手段，也就是說(shuō)在原水中參加適當(dāng)?shù)幕炷齽?，?jīng)過(guò)充分混和，使膠體穩(wěn)定性被壞(脫穩(wěn)并與混凝劑水介后的聚合物相吸附，使顆粒具有絮凝性能。而絮凝池的目的就是創(chuàng)造適宜的水力

31、條件使這種具有絮凝性能的顆粒在相互接觸中聚集，以形成較大的絮凝體(絮粒)。因此，絮凝池設(shè)計(jì)是否確當(dāng)，關(guān)系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影響后續(xù)處理的沉淀效果。當(dāng)然，為了獲得良好的絮凝效果，混凝劑的合理選擇是重要的，但是也不能無(wú)視絮凝池設(shè)計(jì)的重要性。在生產(chǎn)實(shí)踐中，不少水廠由于改良了絮凝池的布置，從而提高了出水水質(zhì)，降低了藥耗，或者增加了制水能力。在混凝沉淀的設(shè)計(jì)中，也出現(xiàn)了寧可延長(zhǎng)一些反響時(shí)間以縮短沉淀時(shí)間的看法。這些都說(shuō)明絮凝反響在凈水處理中的重要作用。近年來(lái)，由于高效能沉淀以及過(guò)濾裝置的出現(xiàn)，使水廠的平面布置(包括構(gòu)筑物尺寸及占地面積)大為縮小。相對(duì)來(lái)說(shuō)絮凝池所占比例就有所增加。例如，在原

32、平流式沉淀池中，絮凝只占較小的體積。然而在斜管沉淀池中，絮凝局部的體積幾乎與沉淀局部的體積相仿。為此，國(guó)內(nèi)不少同志在這方面進(jìn)行著如何改良絮凝構(gòu)筑物的研究，并提出了不少設(shè)想。對(duì)設(shè)計(jì)工作者來(lái)說(shuō)，亦迫切要求有一個(gè)科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，以解決如何合理選擇絮凝形式的問(wèn)題。絮凝反響是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，它不僅受絮凝池水力條件的控制，而且還與原水性質(zhì)、混凝劑品種和加藥量以及混和過(guò)程都有密切關(guān)系。從目前國(guó)內(nèi)外的研究情況來(lái)看，尚沒(méi)有一個(gè)能定量地反映絮凝過(guò)程的完整數(shù)學(xué)模式，甚至作為定性分析，也還存在不少問(wèn)題。這些情況就給具體設(shè)計(jì)工作者帶來(lái)很多困難。嚴(yán)格地說(shuō)，目前不少絮凝池的設(shè)計(jì)，僅是水力的驗(yàn)算，并沒(méi)有對(duì)絮凝過(guò)程作完整的分

33、析。因此，往往出現(xiàn)即使原水的絮凝性質(zhì)很不相同，而其絮凝池的布置卻完全相同的情況。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行水力計(jì)算，是目前絮凝池設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的方法。應(yīng)該說(shuō)它在大多數(shù)場(chǎng)合下是可行的，但并不一定是最優(yōu)的，況且，這些規(guī)定也只規(guī)定一些主要指標(biāo)，至于具體的布置還需由設(shè)計(jì)者確定。例如，一般規(guī)定隔板絮凝池的流速由06米秒漸減至02米秒。至于流速如何遞減，以及隔板轉(zhuǎn)折的布置和道數(shù)等等，都未作明確規(guī)定。因而盡管所用主要指標(biāo)完全相同，卻可設(shè)計(jì)成很不相同的布置形式，至于它們的效果差異那么更難以鑒別。為了探討絮凝池設(shè)計(jì)的合理方法，福建省凈水工藝試驗(yàn)組曾提出了應(yīng)用“模型絮凝池的概念。其根本出發(fā)點(diǎn)就是認(rèn)為

34、：合理的反響速度應(yīng)符合流速漸變的原那么，即反響速度由大到小呈直線變化，且反響池進(jìn)口流速應(yīng)大于或者等于1米秒。凡符合這二個(gè)條件的所謂“模型絮凝池那么被認(rèn)為是理想的絮凝池布置?！澳Ｐ托跄刈鳛樘接懻麄€(gè)絮凝過(guò)程變化規(guī)律的設(shè)想，是有其積極意義的。但是，要把“模型絮凝池作為理想的絮凝形式，那么尚缺乏足夠的依據(jù)。作為問(wèn)題之一，它脫離了原水性質(zhì)的考慮。速度漸變?cè)敲磻?yīng)對(duì)不同水質(zhì)條件有不同的要求，而不宜取作常量。譬如，對(duì)于原水顆粒濃度缺乏以及絮凝體不易破碎的情況，將較高流速區(qū)的反響時(shí)間增加些，顯然是有好處的。反之，那么應(yīng)增加較低流速區(qū)的比例。另外，隔板絮凝的轉(zhuǎn)折，從“模型絮凝池的要求考慮，顯然是不符合要求的。

35、但是實(shí)際上在絮凝的最初階段，它往往起到了促進(jìn)絮凝的效果?！澳Ｐ托跄赜昧魉僮鳛楸葦M的相似關(guān)系，與絮凝理論所采用的以速度梯度作為相似關(guān)系有所區(qū)別。隨著絮凝形式的不同，同樣的流速，其速度梯度可相差達(dá)數(shù)倍。因此關(guān)于“模型絮凝池的設(shè)想尚有不少問(wèn)題需要進(jìn)一步深入研究。目前絮凝池設(shè)計(jì)中一個(gè)普遍問(wèn)題就是沒(méi)有考慮進(jìn)入絮凝池的處理水水質(zhì)。眾所周知，良好的絮凝反響必須具備二個(gè)條件，即具有充分絮凝能力的顆粒以及適宜的反響水力條件。實(shí)際上，它們就是絮凝過(guò)程中的“內(nèi)因和“外因。水力條件只有適合欲絮凝顆粒的絮凝要求時(shí)，才能促進(jìn)絮凝的進(jìn)行。反之那么不僅不能促進(jìn)絮凝的進(jìn)行，甚至使已經(jīng)絮凝的顆粒破壞。因此作為具體的絮凝池設(shè)計(jì)，

36、就必須考慮到處理水的水質(zhì)條件。但是這卻是目前絮凝池設(shè)計(jì)中最薄弱的環(huán)節(jié)。2.1.1 絮凝的相似關(guān)系所謂合理設(shè)計(jì)，無(wú)非是從許多可供選擇的方案中，選定一種最能符合要求的方案。同樣，絮凝池的合理設(shè)計(jì)，就是要從諸多的絮凝形式，以及不同的指標(biāo)中，選擇一種最能適合具體絮凝條件而又切實(shí)可行的形式和指標(biāo)。鑒于目前的研究水平，僅用理論的方法還無(wú)法解答上述課題，因此還需借助于實(shí)驗(yàn)手段。實(shí)驗(yàn)的目的就是可以在較小規(guī)模下模擬實(shí)際的效果，以便對(duì)可供選擇的方案加以比擬。和其它許多實(shí)驗(yàn)一樣，絮凝的實(shí)驗(yàn)也需要解決一個(gè)模擬的相似問(wèn)題。也就是說(shuō)需要解決怎樣在較小規(guī)模的試驗(yàn)中，獲得與真實(shí)絮凝池同樣的絮凝結(jié)果。對(duì)于絮凝反響來(lái)說(shuō)，需待解決

37、的相似關(guān)系主要有二個(gè)，即處理水的水質(zhì)條件和絮凝池的水力條件。關(guān)于水質(zhì)條件，一般采用真實(shí)水樣還是容易辦到的。例如選擇假設(shè)干具有代表性處理對(duì)象的原水，加注適量混凝劑，并經(jīng)充分混和，即可供作絮凝的實(shí)驗(yàn)。至于水力條件，那么不能依靠實(shí)際絮凝池來(lái)作試驗(yàn)。因設(shè)計(jì)的目的是要對(duì)多種方案進(jìn)行比照，而這在實(shí)際絮凝池中是難以完全實(shí)現(xiàn)的。為此，需要尋找適宜的水力條件作模擬相似。對(duì)于水力條件，一般可以采用雷諾數(shù)或弗魯特?cái)?shù)相似，也可采用其它相似準(zhǔn)那么。至于采用何種相似方法那么應(yīng)視研究對(duì)象而定。為此有必要就絮凝過(guò)程中水力條件的作用作一分析，以確定相似關(guān)系。絮凝的目的是使細(xì)小顆粒彼此聚集。除了顆粒具有絮凝能力外，還必須創(chuàng)造顆粒

38、彼此接觸，或者接近(到達(dá)顆粒吸附的作用范圍以內(nèi))的時(shí)機(jī)。否那么，假設(shè)保持顆粒間的相對(duì)位置不變，即使顆粒的絮凝性能極為良好，也無(wú)法聚集。可以通過(guò)三個(gè)途徑，使顆粒到達(dá)彼此的接觸：水分子的熱力運(yùn)動(dòng)、顆粒的沉速差異和水體的流動(dòng)。所謂熱力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的顆粒碰撞，是由于水分子進(jìn)行的雜亂而沒(méi)有規(guī)那么的運(yùn)動(dòng)(布朗運(yùn)動(dòng))，不斷撞擊附近的膠體顆粒，使顆粒也進(jìn)行著雜亂而沒(méi)有規(guī)那么的運(yùn)動(dòng)，從而獲得了顆粒彼此碰撞的時(shí)機(jī)。這種接觸時(shí)機(jī)與溫度有關(guān)，而與液體的流動(dòng)無(wú)關(guān)。因而只要保持溫度和時(shí)間的因素相同，熱力運(yùn)動(dòng)造成的碰撞也是相同的。至于沉速差異產(chǎn)生的顆粒碰撞，往往在沉淀池中有明顯的作用。然而在絮凝池中，由于其顆粒一般尚屬細(xì)小，沉

39、速不大，可以說(shuō)差異所產(chǎn)生的碰撞作用在絮凝池中，不占統(tǒng)治地位可予忽略。一般認(rèn)為在絮凝池中，對(duì)顆粒碰撞起主導(dǎo)作用的主要是水體的流動(dòng)，也就是由于水體流動(dòng)所產(chǎn)生的能量損耗而造成的。一般關(guān)于水體流動(dòng)所產(chǎn)生的碰撞公式可表示為：J=2Gd3N2/3 ()式中：J單位時(shí)間單位體積內(nèi)顆粒接觸的時(shí)機(jī)。D顆粒的有效粒徑；單位m。N單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)。G計(jì)算范圍內(nèi)的絕對(duì)平均速度梯度；單位S。平均速度梯度值可用下式計(jì)算：G=(W/)0。5 ()式中：W單位體積單位時(shí)間所消耗的功；單位KW。液體的動(dòng)力粘滯系數(shù)。一般認(rèn)為式(1)只適用于層流，而大多數(shù)絮凝池的水源均屬紊流。對(duì)于紊流條件下顆粒的碰撞頻率，Levich提出了如下

40、公式： J=12d3n3(0/)0。5 ()式中：系數(shù)。0有效能量消耗率。單位KW。比擬式()與式(2.3，除了系數(shù)差異外，主要是式(2.3)所用的功為有效能量，而式2.1那么采用計(jì)算的能量，兩者相差一個(gè)效率系數(shù)。而在實(shí)用上有效能量是難以確定的，仍需用計(jì)算的能量來(lái)表示。因此，無(wú)論是式(2.1)或式(2.3)，作為單位時(shí)間單位體積內(nèi)顆粒碰撞的因素都是顆粒的粒徑、濃度以及水流的速度梯度。實(shí)際上，這里包含了二個(gè)方面的內(nèi)容，即以顆粒的粒徑及濃度為代表的參與絮凝的水質(zhì)條件和以G為代表的絮凝池水力條件。由于粒徑和濃度已由真實(shí)水樣來(lái)模擬，因而只要保持G值相似，理論上即可得到同樣的顆粒碰撞條件。但是應(yīng)該指出，

41、顆粒的碰撞并不就是顆粒的聚集。對(duì)于不同絮凝能力的顆粒，在同樣碰撞次數(shù)時(shí)，應(yīng)該得到程度不同的聚集。也就是說(shuō)它們的有效聚集比例是各不相同的。但是，如采用真實(shí)水樣作為絮凝的模擬，那么這一因素同樣可在實(shí)驗(yàn)中獲得反映。另外，在模擬絮凝水力條件時(shí)還需考慮一個(gè)重要的現(xiàn)象，即絮凝體的破碎，或絮凝體大小的限制條件。絮凝體所能承受的水流剪力是有限度的。隨著絮凝體的增大，相應(yīng)的抗剪能力會(huì)減弱。與水流共同運(yùn)動(dòng)的絮凝體，受到液體切應(yīng)力的作用。因此，當(dāng)液體的切應(yīng)力大于絮凝體的抗剪能力時(shí)，絮凝體將被破碎。因此在模擬絮凝反響時(shí)，除了模擬顆粒碰撞而產(chǎn)生的聚集外，還需要模擬因液體的切應(yīng)力而產(chǎn)生的破碎。眾所周知，液體的切應(yīng)力可由二

42、局部組成，即粘滯阻力及混摻阻力。對(duì)于層流條件，切應(yīng)力純由粘滯阻力產(chǎn)生。對(duì)于紊流條件，那么主要由混摻阻力產(chǎn)生(除邊界層附近外)。這二種切應(yīng)力的大小都決定于液體的速度梯度。在速度梯度G中，所謂消耗的功，也就是指切應(yīng)力所做的功。因?yàn)橹挥星袘?yīng)力所做的功是不可逆的，也就是由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能。丹保憲仁教授在分析絮凝過(guò)程中，考慮到水流切應(yīng)力對(duì)絮粒的破碎影響，引入了顆粒最大成長(zhǎng)度Sm的概念，也就是說(shuō)Sm代表在一定的水流條件下，能形成最大粒徑的原始顆粒數(shù)。丹保教授通過(guò)試驗(yàn)得出，在原水水質(zhì)條件不變時(shí)，Sm是有效能量消耗率0 (或速度梯度G)的函數(shù)。通過(guò)對(duì)絮凝過(guò)程中一些主要現(xiàn)象的分析，包括顆粒的碰撞，因碰撞產(chǎn)生的聚

43、集、絮凝體尺寸的限制以及水流對(duì)絮凝體的剪切，我們得到了可用真實(shí)水樣模擬水質(zhì)特征以及用G值模擬水流特征這樣兩個(gè)關(guān)系。采用G值來(lái)模擬絮凝池的水流絮凝特征，至少在二方面是有用處的，一是可以把真實(shí)絮凝池的研究縮小到在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，也就是只要維持實(shí)驗(yàn)條件的G值與真實(shí)池相同。其結(jié)果也應(yīng)相同。另一是可以用作不同絮凝形式的比擬，也就是即使絮凝池的水流形態(tài)相差甚大，只要其過(guò)程的G值相同，(當(dāng)然還應(yīng)考慮不同絮凝池形式有效能量利用的差異)效果也應(yīng)相同。2.1.2 假設(shè)和設(shè)想作為研究的方法可以是微觀的，也可以是宏觀的。大多理論研究都以微粒作為對(duì)象。由于實(shí)際的原水是由不同顆粒所組成，不僅粒徑呈一定分布，而且其性質(zhì)也各不

44、相同。對(duì)于水流條件來(lái)說(shuō)，同樣存在一個(gè)斷面內(nèi)的速度梯度各不相同?？赡茉谕粫r(shí)刻同一斷面上，既有顆粒的絮凝，又有顆粒的破碎。因此，采用微粒的分析方法，問(wèn)題要復(fù)雜的多。甚至在很多情況下難以辦到。微觀現(xiàn)象的分析，可以幫助我們對(duì)問(wèn)題的考慮(如前節(jié)所作的那樣)，但試驗(yàn)還應(yīng)以整個(gè)懸濁液在絮凝過(guò)程中的平均效果作代表。這樣，我們就不必去分析諸如顆粒大小的組成分布，斷面各點(diǎn)的速度梯度分布以及絮凝顆粒的沉速分布等等。而分別用平均粒徑、平均速度梯度以及平均沉速來(lái)表示。對(duì)于絮凝效果的評(píng)價(jià)，一般可以采用顆粒粒徑、顆粒沉速以及沉淀后濁度去除率等來(lái)表示。無(wú)論是顆粒粗徑的加大，沉速的加快以及沉淀后濁度去除率的增加都能反映絮凝效

45、果的提高。在理論研究方面，一般以粒徑為指標(biāo)的居多。許多理論公式都與粒徑有關(guān)。對(duì)于后續(xù)處理的沉淀計(jì)算來(lái)說(shuō)，采用沉速的概念較為有利。因?yàn)槌恋沓卦O(shè)計(jì)希望提供反響后的沉速數(shù)據(jù)。然而對(duì)于測(cè)定來(lái)說(shuō)，采用濁度指標(biāo)最為方便。實(shí)際上這三個(gè)指標(biāo)都是相互關(guān)聯(lián)的。沉淀后濁度去除率可以間接地表達(dá)懸濁液的平均沉速。為了探討方便起見(jiàn)，我們?cè)谘芯吭O(shè)想方案時(shí)，仍以平均沉速作為指標(biāo)；而作為實(shí)驗(yàn)的手段，那么以沉淀后濁度去除率為指標(biāo)。此外，我們還作了一個(gè)假設(shè)，就是由不同方式獲得相同絮凝效果的懸濁液，在其進(jìn)一步作絮凝反響時(shí)，應(yīng)獲得同樣的結(jié)果，例如采用G1值的速度梯度反響T1時(shí)間后，得到了懸濁液的平均沉速為V，而用另一G2值反響T2時(shí)間

46、后也可得到平均沉速為V，我們就認(rèn)為這二者效果相同，同時(shí)，盡管它們形成的條件各不相同，但在進(jìn)一步絮凝時(shí)，二者應(yīng)該獲得同等的絮凝條件。根據(jù)以上對(duì)絮凝過(guò)程以及根本假設(shè)的分析，我們就可以進(jìn)而討論絮凝池合理設(shè)計(jì)的設(shè)想方案。如果把單位體積中顆粒所占的比例用來(lái)表示，即：=N(/6)d3 (2.4)那么參照式(2.1)及式(2.3)，并假定顆粒的每一次碰撞均產(chǎn)生聚集，那么顆粒濃度的時(shí)間變化率就應(yīng)為： dN/dt=-KsN (2.5)式中：Ks取決于G和，即KskG。將式(2.5)積分，可得：N=N0e-Kst (2.6)式中：N絮凝時(shí)間為t時(shí)的顆?？倽舛?；單位mol/L。No絮凝開(kāi)始時(shí)(t0)的顆?？倽舛?；單

47、位mol/L。假設(shè)絮凝過(guò)程中密度保持不變，即固定，那么上式可換算成粒徑的變化關(guān)系。即：d=d0eb b=(Kst/3) 2.7式中：d時(shí)間t時(shí)的顆粒粒徑；單位m。 do時(shí)間t0時(shí)的顆粒粒徑；單位m。也就是說(shuō)，如果顆粒的每次碰撞均屬有效，那么其粒徑的增長(zhǎng)(或相應(yīng)沉速的增長(zhǎng))理論上應(yīng)如圖2-1所示的形式。粒徑(或沉速)隨時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系增加，其增長(zhǎng)的速率取決于ks值。即Ks越大增長(zhǎng)速率越快，ks與水流的速度梯度及原水顆粒體積比成正比。因此當(dāng)G值增加?；蛘哳w粒濃度增加時(shí)，粒徑或沉速的增長(zhǎng)就迅速。圖2-1 理論曲線圖圖2-1所示為理論曲線，然而，根據(jù)一般攪拌試驗(yàn)的結(jié)果，所得圖形與圖2-1有很大出入，大致

48、得到象圖2-1實(shí)線所示的曲線。也就是說(shuō)，在維持G值不變情況下，沉速增長(zhǎng)的速率不一定是隨時(shí)間增加而加速。在開(kāi)始時(shí)或開(kāi)始以后較短時(shí)間，沉速增長(zhǎng)形式與理論曲線大致相似。但以后其增長(zhǎng)率不僅不是逐步增加，相反出現(xiàn)逐步減小，最后趨向于某一極值Vmax。我們不妨稱Vmax為某一G值時(shí)的極限沉速。例如，在作一般反響的攪拌試驗(yàn)時(shí)，最初510分鐘效果增長(zhǎng)較明顯。然而超過(guò)10分鐘以后其反響效果一般很少有明顯增加。如果不改變攪拌速度，那么即使攪拌20分鐘或30分鐘，其結(jié)果往往不會(huì)有什么變化。產(chǎn)生理論曲線與試驗(yàn)曲線不一致的原因，很容易得到介釋。理論曲線假定顆粒的每一次碰撞都產(chǎn)生聚集，實(shí)際上顆粒碰撞時(shí)不僅不一定聚集，而且

49、還可能被破碎。圖2-2中陰影局部實(shí)際上代表了碰撞中的無(wú)效和破碎局部。由于V與絮凝結(jié)果的沉速相比是微小的，故一般可略而不計(jì)。圖2-2 試驗(yàn)曲線圖但是圖2-2的試驗(yàn)曲線是用同一水質(zhì)、同一G值試驗(yàn)的結(jié)果。如果改變G值，情況就會(huì)不同。實(shí)際上在進(jìn)行攪拌試驗(yàn)時(shí)，用肉眼也可發(fā)現(xiàn)。在經(jīng)一定時(shí)間攪拌后，停止?jié){板的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于水流的慣性，液體仍在旋轉(zhuǎn)。但G值顯然逐漸減小，此時(shí)所看到的絮凝體往往明顯地優(yōu)于攪拌時(shí)的絮凝體。其原因也較清楚，由于G值減小，其極限沉速就相應(yīng)增大，雖然此時(shí)的絮凝時(shí)間尚達(dá)不到相應(yīng)的極限沉速，但顆粒還是向加大的方向開(kāi)展。因此，為了探索合理的絮凝水流條件，就應(yīng)該對(duì)不同G值情況下的絮凝分別進(jìn)行試驗(yàn)。圖

50、2-3所示為可能獲得的一組試驗(yàn)結(jié)果。a、b、c分別代表低、中、高三種不同的G值，按照理論曲線(虛線)應(yīng)該出現(xiàn)G值越高，增長(zhǎng)越快。但實(shí)際情況在在有所出入。在開(kāi)始階段無(wú)凝應(yīng)該是G值越高絮凝效果增長(zhǎng)越快。因?yàn)榇藭r(shí)顆粒尚屬細(xì)小。碰撞產(chǎn)生的絮凝作用應(yīng)是主要的。但是當(dāng)顆粒增長(zhǎng)到某一程度后，顆粒聚集受到一定限制，還將受到破碎的影響，也就是逐步趨向于某一極限沉速。由于G值高的，極限沉速小，而G值低的，極限沉速大，因而它們的試驗(yàn)曲線必然相交(如圖2-2中的A點(diǎn)及B點(diǎn))；也就是說(shuō)，當(dāng)用C的G值反響tA時(shí)，與用b的G值反響tA時(shí)，將獲得同樣的顆粒沉速。同樣，對(duì)用c的G值反響tB時(shí)，與用a的G值反響tB時(shí)應(yīng)具同等效果

51、。然而當(dāng)絮凝時(shí)間超過(guò)交點(diǎn)時(shí)，低的G值將可獲得較快的顆粒沉速增長(zhǎng)，高的G值沉速增長(zhǎng)反而減慢，這也就是絮凝池設(shè)計(jì)中采用改變流速的原因。由圖2-3可知，如果不考慮絮凝時(shí)間的長(zhǎng)短，采用低的G值可以獲得較好的絮凝效果。但是這樣的設(shè)計(jì)顯然也是不合理的。因?yàn)樾跄睾侠碓O(shè)計(jì)的目的就是要求以最短的時(shí)間獲得最好的效果。圖2-3 試驗(yàn)結(jié)果圖圖2-3所示的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)進(jìn)行絮凝池的合理設(shè)計(jì)很為有用，后面將作進(jìn)一步討論。此外，如前所述，絮凝效果不僅與水流條件(G值)有關(guān)，而且也與處理水的性質(zhì)有很大關(guān)系。那么在這樣的試驗(yàn)中，水質(zhì)的差異能否得到反映，這是需要考慮的。從絮凝角度考慮的水質(zhì)特征，主要應(yīng)包括原水的顆粒濃度，顆粒的絮

52、凝能力以及顆粒的抗剪強(qiáng)度。顆粒濃度高，粒間的接觸時(shí)機(jī)多，因而就具有較迅速增大顆粒的可能。如果單體顆粒的絮凝能力和抗剪強(qiáng)度都一樣，那么濃度的上下根本上對(duì)其極限沉速值不會(huì)產(chǎn)生很大影響。但如果考慮除水流切應(yīng)力外，顆粒碰撞時(shí)尚有其衡量的作用，那么可能出現(xiàn)高濃度的極限沉速略小于低濃度的現(xiàn)象。當(dāng)然，對(duì)于濃度高到某一程度(例如污泥循環(huán)等類型)，是否尚有其它絮凝作用機(jī)理，尚有待進(jìn)一步探討。因此圖2-4a所示的二條曲線大致上反映了其它條件相同時(shí)濃度上下的影響。由圖可見(jiàn)。一般情況下，到達(dá)同一沉速所需的絮凝時(shí)間隨濃度增加而減少。圖2-4 反響曲線圖顆粒的絮凝能力在絮凝過(guò)程中起著重要作用。例如由于混凝劑選擇不當(dāng)或加注

53、量缺乏，均可使顆粒缺乏必要的絮凝能力，此時(shí)，即使接觸時(shí)機(jī)很多，然而其聚集效果卻很差。對(duì)這些絮凝能力差的水質(zhì)，其絮凝進(jìn)展必然非常緩慢，相應(yīng)的極限沉速也很低。而要到達(dá)極限沉速所需的時(shí)間也很長(zhǎng)，實(shí)際生產(chǎn)中，往往采用不斷調(diào)整混凝劑加注量的方法，來(lái)調(diào)節(jié)絮凝效果，其實(shí)質(zhì)也就是不斷改變顆粒凝絮能力，以滿足絮凝的要求。圖2-4b的曲線代表了絮凝能力的影響。由圖可知，對(duì)絮凝能力弱的處理水，其無(wú)效碰撞占有重要比例。顆粒的抗剪強(qiáng)度取決于原水顆粒性質(zhì)以及絮凝體的組成結(jié)構(gòu)。例如對(duì)于主要由色度組成的原水，由于膠體所帶負(fù)電荷較強(qiáng)，聚集顆粒組成的結(jié)構(gòu)就與一般濁度組成的原水不同。相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度也有所區(qū)別。顆粒抗剪強(qiáng)度的大小直接

54、影響著絮凝顆粒的極限沉速，抗剪強(qiáng)度大，允許的極限沉速也大。圖2-4c曲線代表了抗剪強(qiáng)度的影響。由圖可知，如顆粒的絮凝能力相同，那么在其開(kāi)始反響階段，抗剪強(qiáng)度的影響不顯著。只有接近其極限沉速時(shí)，將產(chǎn)生明顯的區(qū)別。以上只是根據(jù)某些理論以及概念所作的分析。事實(shí)上水質(zhì)條件還要復(fù)雜得多，除了上述這些影響因素外，還可能存在其它影響絮凝的因素。但是作為絮凝過(guò)程的實(shí)際試驗(yàn)，根本上能綜合反映這些因素的影響，因而較接近真實(shí)絮凝池的絮凝過(guò)程。通過(guò)以上這些分析，我們可以得到這樣的初步概念：(1).用G值相似可以大體模擬絮凝他的水流條件；(2).采用真實(shí)的水樣，根本代表了處理水的絮凝特性；(3).處理水的絮凝特性，能在

55、攪拌試驗(yàn)結(jié)果中得到綜合反映；(4).因此，攪拌試驗(yàn)的結(jié)果根本上反映了真實(shí)絮凝池的絮凝情況。我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)的絮凝池要適應(yīng)大多數(shù)廠家的廢水凈化工作。所以其設(shè)計(jì)要求為：.絮凝池分為3格。.每格絮凝池的體積為40m3。為了滿足絮凝池的體積要求，結(jié)合現(xiàn)在大多數(shù)廠家的絮凝池規(guī)格，設(shè)計(jì)絮凝池尺寸如下：3。其流程圖如圖2-5所示： 圖2-5絮凝池的流程圖3 絮凝攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)(1).絮凝攪拌池設(shè)三檔攪拌機(jī)，攪拌池分為三格。3 。(3).各檔攪拌速度梯值G取20-70S之間。(4).絮凝池水溫平均溫度15，水的粘度10P。(1).上層攪拌器槳葉頂端應(yīng)設(shè)于池子于水面下0.3m處，下層攪拌器槳葉底端應(yīng)設(shè)于距池底0.5m

56、處，槳葉外緣與掣?jìng)?cè)壁間距不大于0.25m。(2).每片槳葉的寬度，一般用100-300mm，槳葉的總面積不應(yīng)超過(guò)反響池水截面積的10%-20%。當(dāng)超過(guò)25%時(shí)整個(gè)池水將與槳板同步旋轉(zhuǎn)，故設(shè)計(jì)中必須考慮防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象。(3).攪拌機(jī)軸設(shè)在每格池子的中心處，攪拌機(jī)軸和槳葉等部件應(yīng)進(jìn)行必要的防腐蝕處理。設(shè)計(jì)中主要是進(jìn)行以下幾方面的工作：(1).絮凝攪拌的檔數(shù)：一般絮凝池內(nèi)設(shè)3-6檔不同攪拌強(qiáng)度攪拌機(jī)，因此絮凝池分為3-6倍。(2).攪拌軸的安裝方式。(3).攪拌器槳葉的中心處的線速度(相當(dāng)于池中水流平均速度)(m/s)，一般自第一檔的0.5-0.6m/s逐漸變小至末檔的0.1-0.2m/s。最大不

57、超過(guò)0.3m/s。(4).各檔攪拌機(jī)攪拌速度梯值G，一般取20-70S。(5).液體溫度應(yīng)取平均溫度，水的粘度(Pa.s)按規(guī)定值取用。=1.14 Pa.s。0.3m之間。那么：本設(shè)計(jì)選取寬度B為0.12m。長(zhǎng)度L由公式d/D=0.90.98可知：槳葉和池子長(zhǎng)度之比選0.91。所以槳葉的面積為：42=2.693.1=13.64由文獻(xiàn)1查得：液體旋轉(zhuǎn)速度與槳葉旋轉(zhuǎn)速度的比值為：K1=0.24，K2=0.28，K3(3).槳葉旋轉(zhuǎn)半徑：那么：外槳葉的半徑為：R1=1.4m。減去槳葉寬度得：R2所以外槳葉的理論半徑為：Rp1=(R1+R2同理：因?yàn)閮?nèi)槳葉根據(jù)黃金分割原理得出：R1=0.85m。R2所

58、以內(nèi)槳葉的理論半徑為：Rp1=(R1+R2根據(jù)速度梯度G計(jì)算：第一檔選G=70S，因?yàn)镵=0.24，所以根據(jù)轉(zhuǎn)速公式：n= 3.1其中V絮凝池的體積，單位m3G速度梯度，單位SC攪拌層數(shù)K水和攪拌器的速度之比A單層槳葉面積，單位m2Rp內(nèi)槳和外槳的矢量和，單位mn攪拌器轉(zhuǎn)速，單位r/min所以第一檔的轉(zhuǎn)速為：同理：第二檔：G2=45sK2 由公式： 3.2 得：n 所以：第三檔 G=20s， 3.3 按T.R甘布計(jì)算法計(jì)算(以將橫梁及斜拉桿的拖曳和機(jī)械消耗功率考慮在內(nèi))為 3.4 第一檔 外槳板： 內(nèi)槳板： 第二檔 第三檔 4 電動(dòng)機(jī)及減速器的選型減速器和電動(dòng)機(jī)的選型條件機(jī)械效率，傳動(dòng)化，功率

59、，進(jìn)出軸的許用扭距和相對(duì)位置。出軸旋轉(zhuǎn)方向是單項(xiàng)或雙向。攪拌軸軸向力的大小和方向。工作平穩(wěn)性，如震動(dòng)和荷載變化情況。外形尺寸應(yīng)滿足安裝及檢修要求。使用單位的維修能力。經(jīng)濟(jì)性。 攪拌設(shè)備的電動(dòng)機(jī)通常選用普通異步電動(dòng)機(jī)。澄清池?cái)嚢铏C(jī)采用YCT系列滑差式電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，消化池?cái)嚢铏C(jī)一般采用防爆異步電動(dòng)機(jī)。攪拌設(shè)備的減速器應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)減速器及專業(yè)生產(chǎn)廠產(chǎn)品，參考文獻(xiàn)2“標(biāo)準(zhǔn)減速器及產(chǎn)品選用，其中一般選用機(jī)械效率較高的擺線針輪減速器或齒輪減速器：有防爆要求時(shí)一般不采用皮帶傳動(dòng)：要求正反向傳動(dòng)時(shí)一般不選用蝸輪傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)及減速機(jī)選用，見(jiàn)表4-1表4-1電動(dòng)機(jī)與減速器的選型名稱符號(hào)單位第一檔第二檔第三

60、檔攪拌器的轉(zhuǎn)速nr/min攪拌功率NKW電動(dòng)機(jī)算功率N=式中k=擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)效率=滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率KW選用電動(dòng)機(jī)的功率KW電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速r/min150015001500減速比200254412選用減速器減速比187289385選用減速器輸出軸轉(zhuǎn)速r/min8黑乎乎根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及攪拌機(jī)的類型選用凸緣聯(lián)軸器，由電機(jī)的尺寸選擇聯(lián)軸器軸徑d=65mm， L1=104mm，L2 =42mm，許用扭轉(zhuǎn)為850N.m，質(zhì)量為17.97Kg，標(biāo)記為：聯(lián)軸器D65-ZG，如圖4.1所示。 及其結(jié)果驗(yàn)證 由上面所選聯(lián)軸器的類型初步確定攪拌軸小徑為：d1=65mm 下面來(lái)做軸徑的理論計(jì)算：由?過(guò)程裝備設(shè)