斜管沉淀池設(shè)備原理
1. 淺池理論原理
設(shè)池長(zhǎng)為L(zhǎng)，池中水平流速為V，顆粒沉速為u0，在理想狀態(tài)下，L/H＝V/ u0?？梢?jiàn)L與V值不變時(shí)，池身越淺，可被去除的懸浮物顆粒越小。若用水平隔板，將H分成3層，每層層深為H/3，在u0與v不變的條件下，只需L/3，就可以將u0的顆粒去除。也即總?cè)莘e可減少到原來(lái)的1/3。如果池長(zhǎng)不變，由于池深為H/3，則水平流速可正加的3v，仍能將沉速為u0的顆粒除去，也即處理能力提高倍。同時(shí)將沉淀池分成n層就可以把處理能力提高n倍。這就是20世紀(jì)初，哈真（Hazen）提出的淺池理論。
2. 設(shè)計(jì)原理
為了創(chuàng)造理想的層流條件，提高去除率，需要控制雷偌數(shù)Re=,斜管由于濕周p長(zhǎng)，故Re可控制在200以下。遠(yuǎn)小于層流界限500。又從佛勞德數(shù)Fr=可知，由于P長(zhǎng)，W小，F(xiàn)r數(shù)可達(dá)10-3-10-4。
異向流的水力計(jì)算可歸納為如下三種：
2.1分離粒徑法：
可分離顆粒的粒徑dp可表示為：
若用可分離顆粒沉速u(mài)s來(lái)表示，則：
式中:Q—沉淀池流量
A—斜管區(qū)水面面積
Af—斜管總投影面積
K—顆粒粒徑與沉速的變換系數(shù)
V—斜管中的水流速度
L—顆粒沉降需要的長(zhǎng)度
d—斜管的垂直高度
θ—斜管傾角
2.2 特性系數(shù)法
按照沉淀最不理的端面所求得的可分離沉速u(mài)sc與us關(guān)系為：usc＝us，s為一常數(shù)。S值被稱為斜管的特性參數(shù)，雖斷面形狀而定。
2.3加速沉淀法
考慮到顆粒沉淀過(guò)程中的絮凝因素，假設(shè)顆粒的沉速以等加速改變，并設(shè)起始沉速為零。結(jié)合考慮管內(nèi)的流速分部，則斜管長(zhǎng)度為： -d*tgθ
式中a為顆粒沉速變化的加速度，即a=du/dt
上訴三種方法，各有不足之處，在目前還沒(méi)有更完善的計(jì)算方法之前，認(rèn)為分離粒徑可作為斜管沉淀計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)。
3. 流態(tài)設(shè)計(jì)
斜管沉淀池設(shè)備特點(diǎn)：
(1)利用了層流原理，水流在板間或管內(nèi)流動(dòng)，水力半徑很小，所以雷諾數(shù)較低，一般情況下，雷諾數(shù)Re在200左右，水流呈現(xiàn)層流狀態(tài)，對(duì)沉淀極為有利，斜管內(nèi)水流的弗勞德數(shù)約在1*10^-3~1*10^-4之間，水流呈穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)增加了沉淀池的面積，使沉淀效率提高。當(dāng)然，由于斜板的具體布置、進(jìn)出水的影響及板或管內(nèi)流態(tài)的影響等，處理能力不可能達(dá)到理論倍數(shù)。實(shí)際提高的沉淀效率與理論沉淀效率比稱為有效系數(shù)。
(3)縮短了顆粒沉淀距離，使沉淀時(shí)間大大縮短。
(4)斜板或斜管填料內(nèi)絮狀顆粒的再凝聚，促進(jìn)了顆粒進(jìn)一步長(zhǎng)大，提高了沉淀效率。
