彗星式纤维滤料高速滤池工艺设计

1、“彗星式纤维滤料”高速滤池工艺设计(1)简述了“彗星式纤维滤料”的性能，介绍了采用“彗星”式纤维滤料滤池的工艺设计。并结合滤床特点，探讨了该新型滤池的运行效能。表明“彗星”式纤维滤料滤池实现高速过滤，效能优异的特点。关键词：彗星式纤维滤料过滤速度气水反冲洗当今水处理技术中，大流量水体的悬浮颗粒分离工艺是制约水处理工程实际运行的一个难题。评价过滤器是否处于高效状态，滤料的自适应性是关键，即过滤时滤料构成的滤层具有空隙率从上到下逐渐变小的“理想滤层”的特点，反冲洗后滤料充分清洁，并且“理想滤层”的特点不被改变。快滤池的过滤介质是粒状材料，这几乎是一个固定概念。快滤池借粒状材料的表面积附着悬浮固体，

2、借颗粒间的孔隙来贮存所截留的悬浮固体。因此粒状滤料所具有的比表面积和孔隙度大小也就反映了快滤池所具有的去除悬浮固体的极限能力。这个极限能力可以估计如下：im滤料约含有4501的孔隙，为了让水流能继续通过滤层，假定可供贮存悬浮固体的孔隙平均值只有1101,即25%的孔隙绝对值。按附着絮体所含干物质浓度为1060g/1计，得出1m滤料所能截留的干物质量大致在1100g6600g的范围内。过滤速度、过滤工作周期和所去除的悬浮固体浓度三者的乘积必然处在这个范围内。因此，突破上述快滤池的截留悬浮固体的能力，必然用粒状颗粒以外的材料作为过滤介质。清华大学研制成功的“彗星式纤维滤料”，形象地说即为一一颗粒状

3、的滤料象彗星一样拖着长长的“尾巴”一一纤维，将纤维滤料截污性能好的特征与颗粒滤料反冲洗效果好的特征相结合，形成一种全新的过滤材料。颗粒过滤材料的重特征是可以方便地在滤池内完成清洗，但是采用纤维材料作为过滤材料的一个出发点是其比其他实体颗粒材料具有大得多的比表面积和空隙率，其孔隙度高达90%95%对比之下，粒径1mm5英砂滤层孔隙度为45%由此推断，由纤维材料构成的滤床具有比常规颗粒过滤材料大得多的纳污量。纳污量为单位体积滤床每周期截留的悬浮颗粒物的质量，纳污量的提高对滤池效率的提高具有决定性的意义。这也是在保证滤后水质合乎求及合适过滤周期的前提之下，应用“彗星”式纤维滤料的滤池可以比常规砂滤料

4、滤池滤速高45倍的高滤速运行。该过滤材料的特点是其一端为松散的纤维丝束，又称“彗尾”，另一端纤维丝束固定在密度较大的“彗核”内。过滤时，密度较大的“彗核”起到了对纤维丝束的压密作用，同时，又由于“彗核”的尺寸较小，对过滤断面空隙率分布的均匀性影响不大，从而提高了滤床的截污能力。气水同时反冲洗时，由于“彗核”和“彗尾”纤维丝束的密度差，“彗尾”纤维丝束随反冲洗水流散开并摆动，产生较强的甩曳力，过滤材料之间的相互碰撞也加剧了纤维在水中所受到的机械作用力，过滤材料的不规则形状使过滤材料在反冲洗水流作用下产生旋转，强化了纤维在水中所受到的机械作用力，上述几种力的共同作用结果使附着在纤维表面的固体杂质颗

5、粒很容易脱落，从而提高了过滤材料的洗净度。彗星式纤维过滤材料构成的过滤层其空隙率沿滤层高度呈梯度分布，下部过滤材料压实程度高，空隙率相对较小，易于保证过滤精度。整个滤层空隙率由下而上逐渐增大，这种滤层空隙率的分布特性有利于实现高速和高精度过滤。彗星式纤维过滤材料的规格尺寸经实验研究确定，其合适的尺寸为:小2.2X0.4X（35-40）（彗核直径X丝束直径X彗尾长度）。下面以150000riVd规模的“彗星”式纤维滤料滤池的设计为例，进一步论述其特性。（一）设计基础资料:设计规模：150000nVd;采用“彗星”式纤维滤料；设计滤速030m/h;恒水位过滤；采用气水反冲洗，采用长柄滤头配水配气系

6、统。设计参数如下表:ediumnone;BORDER-TOP:mediumnone;BORDER-LEFT:mediumnone;BORDER-BOTTOM:mediumnone;BORDER-COLLAPSE:collapse"borderColor=#000000cellSpacing=0cellPadding=0align=centerborder=1>过滤阶段ediumnone;WIDTH:340.8pt;PADDING-TOP:0cm;BORDER-BOTTOM:windowtext1ptsolid;HEIGHT:10.15pt"width=454colSp

7、an=4>设计滤速030m/h;恒水位过滤；冲洗前水头损失2.5m；“彗星”式纤维滤层800mm过滤周期1624h;滤后水浊度1NTUediumnone;PADDING-LEFT:5.4pt;PADDING-BOTTOM:0cm;BORDERLEFT:windowtext2.25ptdouble;WIDTH:85.2pt;PADDING-TOP:0cm;BORDER-BOTTOM:windowtext1ptsolid;HEIGHT:10.15pt"width=114rowSpan=2>反冲洗阶段ediumnone;PADDING-LEFT:5.4pt;PADDING-BO

8、TTOM:0cm;BORDER-LEFT:mediumnone;WIDTH:255.6pt;PADDING-TOP:0cm;BORDER-BOTTOM:windowtext1ptsolid;HEIGHT:10.15pt"width=341colSpan=3>反冲洗强度ediumnone;PADDING-LEFT:5.4pt;PADDING-BOTTOM:0cm;BORDER-LEFT:mediumnone;WIDTH:85.2pt;PADDING-TOP:0cm;BORDER-BOTTOM:windowtext1ptsolid;HEIGHT:10.15pt"width

9、=114rowSpan=2>反冲洗历时(min)ediumnone;PADDING-LEFT:5.4pt;PADDING-BOTTOM:0cm;BORDERLEFT:mediumnone;WIDTH:85.2pt;PADDING-TOP:0cm;BORDER-BOTTOM:windowtext1ptsolid;HEIGHT:10.1pt"width=114>空气冲洗强度(L/s.m2摘简述了"彗星式纤维滤料”的性能，介绍了采用"彗星”式纤维滤料滤池的工艺设计。并结合滤床特点，探讨了该新本篇论文是由3COM文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的

10、，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。摘在分析工作原理与运动机构的基础上，建立了转缸旋转压缩机的力学分析模型。针对电动功率为1kw的R410A房间空调器用转缸旋转压缩机的动力性能进行了分析，分析结果表明：转缸旋转压缩机比较适合处理HFCI制冷工质；转缸的摩擦损失较大，克服此缺点将是提高该压缩机效率的关键所在。关键词：压缩机；空调器；动力性能；R410AHF篌制冷剂不含氯原子，会使压缩机润滑性能降低，因此在开发新一代R410Ag转压缩时，求运动机构简单，滑板的滑动速度和承受的压力差尽可能低，以保证机器具有较高的可靠性和

11、效率。根据这一思路，二十世纪90年代末开发出了转缸旋转压缩机1。本文旨在建立转缸旋转压缩机的力学模型，并对其力学特性进行分析。1转缸旋转压缩机与传统的旋转压缩机相比，转缸旋转压缩机的最大特点是省去了滑板，气缸随滚动活塞一起转动，其基本结构如图1所示。它主由带偏心轮的主轴、滚动活塞、转动气缸和缸壳等四个基本零件组成，气缸同心地装入缸壳内孔中，其外表面为圆形，内表面呈椭圆形(腰形孔)，套在偏心轮上的滚动活塞安装在气缸内孔中，吸、排气孔分别对称地布置在气缸内孔短轴两侧的气缸端盖上。结构上做成主轴中心Os与气缸中心Oc的距离等于主轴的偏心距，活寒半径理论上等于气缸内孔的半短轴。这样一来，活塞外表面与气

12、缸内表面之间就出现两个对称的切点，将气缸内孔分为两部分，即吸气腔和压缩腔。主轴带动活塞旋转时，活塞拨动气缸体在缸壳内孔中绕其轴线转动，由于结构尺寸的保证，气缸相对其中心线转动的速度仅为主轴转速的一半，于是活塞相对气缸内孔作往复运动，使吸气腔和压缩腔的容积连续发生变化。图1基本结构转缸旋转压缩机制工作过程如图2所示。在e=K时，滚动活塞中心Op与气缸中心Oc重合，这时活塞对气缸的推动力矩为0,此时会出现"卡死"现象，即此时活塞无法拨动气缸转动。为了能够连续运转，这种机构理论上求两缸或多缸错开一定角度布置。图2工作过程2运动与受力分析2.1工作腔的几何关系转缸旋转压缩机的几何关

13、系如图3所示，由于oo=oo,于是气缸绕其中心的转角小与主轴转角之间e的关系为:W=e/2从图1可以看出，气缸内孔长轴的长度L为：L=2(2er)(2)式中e-主轴中心偏离气缸中心的距离r-滚动活塞的半径，理论上等于气缸内孔的半短轴图3运动机构的几何关系由图4可知，滚动活塞中心O在OXY坐标系中的坐标为:式中r-偏心轮的旋转半径，即r=e滚动活塞中心O与气缸中心O之间的距离s为:将0=0即滚动活塞片于止点作为位移计算的参考位置，则滚动活塞的位移为:s=2r-s=2r1-cos(0/s)(5)滚动活塞的行程为：S=4r=4e(6)吸气腔容积为：V=2rH=4eHr1-cos(8/2)(7)式中H

14、-气缸轴向高度图4作用于气缸体上的侧向力最大吸气容积为：V=2rH=8eHr(8)压缩腔的容积为：PPV=V-V=4eHr1cos(0/2)(9)压缩机的理论容积流量为：q=VnZ=8eHrnZ(10)式中n-主轴的每分钟转数Z-气缸数假设压缩腔内的压缩过程为多方过程，则其内的压力Pc为：式中P-吸气压力m-多方压缩指数2.2运动分析转缸旋转压缩机中，只有主轴、气缸和滚动活塞三个运动件。通过上述分析可知，主轴和气缸均绕其中心作匀速转动，主轴绕Os的转动角度速度为3(=n«/30),气缸绕Oc的转动角速度3c为：3=3/2(12)滚动活塞的运动为复合运动：相对运动为绕偏心轮中心的转动，

15、牵连运动为绕主轴中心的转动，绝对运动为绕主轴旋转中心的转动。若以气缸体为参照物，滚动活塞沿气缸内孔作往复运动，其沿气缸内孔滑动的速度为：滚动活塞沿气缸内孔滑动的加速度为：滚动活塞沿气缸内孔滑动的平均速度为：2.3受力分析(1)作用于滚动活塞的气体力如图5(a)所示，以滚动活塞与气缸的切点为界，滚动活塞的两半部分分别处于吸气腔和压缩腔中，气体力显然是沿着气缸长袖方向作用的，于是作用于滚动活塞1的气体力为：作用于滚动活塞2的气体力为：图5滚动活塞的受力分析(2)气缸体的受力分析如图4所示，作用于气缸体的力有：与滚动活塞之间的支反力F、F及其摩擦力F、F;气缸体与周围润滑油膜之间产生的粘性摩擦力矩有

16、：外表面处白力矩M,端面处的力矩M。建立沿气缸内孔轴线方向的力平衡方程为：式中F、F-F、F作用处的摩擦力，且F=fF,F=fF摘简述了"彗星式纤维滤料”的性能，介绍了采用"彗星”式纤维滤料滤池的工艺设计。并结合滤床特点，探讨了该新本篇论文是由3COM文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。.m2考虑，则表面扫洗水流量1261/s,即进水阀部分关闭后减少75%勺水量。进水堰可平衡各滤池的进水量。V型槽可使待滤水均匀进入滤池，其底部的均布小孔可均匀分配表

17、面扫洗水。过滤系统过滤系统由滤层、滤板滤头、清水槽、清水管、滤后水溢流水箱组成。滤层采用"彗星”式纤维滤料，厚度0.8m;滤板采用钢筋混凝土滤板，也可考虑采用其它材质。滤板的制作安装求较高，不能以一般的土建梁板求，而应以设备及化工装置求进行。滤板用螺栓固定在托梁上，滤板间的接缝材料具有很好的粘接强度和延展性，不漏气、不漏水、无有害物质渗出。滤头采用特制长柄滤头，安装固定在滤板上，其配水孔和配气孔的开孔面积与普通长柄滤头不同，能达到小阻力配水和大阻力配气功能，配水配气均匀。滤后水经滤后水DN600出水阀进入滤后水溢流水箱，滤后水溢流水箱的溢流出水堰的标高根据滤池内允许的最大水头损失确定

18、。反冲洗系统采用长柄滤头配水配气系统和表面扫洗。因"彗星”式纤维滤料比重低须设置不锈钢拦截网板防止滤料损失。配水配气系统由进气管、进水管、气水分配槽、配气配水室、布气孔、长柄滤头组成；表面扫洗则是在V型槽底部的均布小孔，均匀分配表面扫洗水，孔中心线与排污渠堰顶齐平。反冲洗按先单独气冲洗，再气水同时冲洗，最后单独水冲漂洗的步骤进行。气水反冲洗的均匀性非常重，也滤池设计的关键所在。具体措施有如下几点：设置气水分配槽，按进水进气端高度大尾端高度小布置，槽侧底部开配水孔，槽侧上部开配气孔，开孔面积及间距按一定的水头损失计算确定，从而使气、水较均匀地进入滤板下的配气配水室。滤板底部托梁处设气压均衡槽，平衡托梁两侧的气垫层。选择合适开孔率的长柄滤头，使滤池内各点的气压气量及水压水量均一致。滤板严格制作安装，水平误差不大于土2mm表面扫洗孔及配气孔的标高安装亦须严格控制。排污系统排污系统由排污堰、排污渠、排污阀、放空阀、事故溢流堰组成。排污系统最关键的是排污堰。施工完成后，排污堰堰顶标高各处须一致，否则因过水量不一致而影响反冲洗水的均匀性。反冲洗伊始，受滤层底部上升水流及反冲洗空气的顶托，整个滤层向上悬浮直至滤料拦截网，空气逸出长柄滤头的滤帽，以连续气泡及气团的形式迅速上升，并且体积不断扩大，接触至已悬浮在上部的滤层后，在悬浮的滤层中穿行，彗星式纤维滤料受到强烈扰动，