Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА. 1 Проблемы экологической безопасности и необходимость разработки современных технологических процессов очистки сточных вод 10
1.1 Классификация промышленных отходов радиоэлектронной промышленности, в том числе осадков сточных вод 10
1.2 Анализ существующих методов очистки. Достоинства и недостатки 22
1.3 Оборудование, используемое на современных предприятиях. Оценка качества его работы 39
ГЛАВА. 2 Метод повышения эффективности работы системы водоочистки 45
2.1 Метод вычислительного инженерного анализа гидродинамических систем.
2.2 База для создания метода 48
ГЛАВА. 3 Обоснование необходимости использования методов компьютерного моделирования и инженерного анализа при проектировании и оценке дальнейшей работы очистных систем 53
3.1 Использование методов конечных элементов, конечных объёмов и теории подобия при инженерном анализе гидродинамических систем 53
3.2 Обзор программ для поставленных задач. Выбор программы для моделирования узлов очистного оборудования 56
ГЛАВА. 4 Практическая часть. моделирование в гидродинамике и гидромеханике з
4.1 Построение 3-D модели динамического фильтра. Прочностной анализ элементов конструкции фильтра при разных скоростях работы 68
4.2 Построение 3-D модели сливной трубы системы очистки стоков гальванического производства. Анализ функциональной зависимости скорости движения потоков воды по трубе от степени загрязнённости сточной воды 77
4.3 3-D моделирование и инженерный анализ мембранного фильтра 81
4.4 Построение 3-D модели статического фильтра. Инженерный анализ его работы 94
Заключение 99
Список литературы 100
- Анализ существующих методов очистки. Достоинства и недостатки
- База для создания метода
- Обзор программ для поставленных задач. Выбор программы для моделирования узлов очистного оборудования
- Построение 3-D модели сливной трубы системы очистки стоков гальванического производства. Анализ функциональной зависимости скорости движения потоков воды по трубе от степени загрязнённости сточной воды
Введение к работе
Актуальность темы. Совершенствование существующих и разработка новых технологий по очистке сточных вод способствует решению актуальной проблемы - более качественной переработке промышленных отходов и снижению наносимого ущерба окружающей среде отходами производства.
Радиоэлектронная промышленность - одна из отраслей промышленности, обеспечивающих инновационный путь развития России. Однако, интенсивное развитие радиоэлектронной отрасли и организация новых производств промышленного выпуска широкой номенклатуры радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с высокой конкурентоспособностью требует снижения затрат на организацию производства и уменьшения влияния на экологию.
В этих условиях оптимизация производственных процессов вспомогательных и обслуживающих производств на радиоэлектронных предприятиях может обеспечить существенное снижение себестоимости основной продукции. Это связано с тем, что вспомогательные и обслуживающие цеха таких предприятий являюсся основными потребителями энергоресурсов, в том числе пресной воды. На них же лежит и очистка сточных вод (СВ). Причем суммарные затраты на очистку СВ в радиоэлектронном производстве могут занимать значительную часть в стоимости продукции.
Вместе с тем, промышленное развитие страны, переход ее на
индустриальный путь развития приводит к состояния
окружающей среды. Загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленной деятельности достигло угрожающих размеров.
В связи с этим, актуальной является задача создания современного, высокотехнологичного и надежного оборудования для очистки сточных вод предприятий радиоэлектронной промышленности.
Целью диссертационной работы является совершенствование метода интегральной оценки характеристик элементов системы водоочистки, а также разработка механизмов использования результатов такой оценки при выборе высокоэффективных технических решений по созданию очистного оборудования на основе современных информационных технологий.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
- научный анализ формирования сточных вод радиотехнических
предприятий с целью их классификации;
экспериментальные исследования состава сточных вод радиоэлектронного производства различного типа;
изучение кинетики и механизма процессов очистки сточных вод;
создание ЗБ-моделей гидродинамических процессов течения жидких
сред в устройствах системы очистки вод;
- разработка расчетно-экспериментальных методов определения
технологических характеристик устройств системы очистки вод на основе
результатов компьютерного моделирования;
- обобщение экспериментальных и теоретических исследований в
форме инженерных решений, обеспечивающих снижение концентрации
вредных веществ в сточных водах и создание устройств с повышенным
сроком эксплуатации;
- разработка на основе анализа гидродинамических, массообменных и
технологических данных методики создания системы с максимальной
эффективностью очистки с высокой надежностью.
Методы исследования, используемые в работе: теория надежности, статистические методы, экспериментальные исследования, компьютерная обработка результатов экспериментов и компьютерное моделирование.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Разработаны физическая и математическая модели устройств
системы очистки сточных вод на основе ЗО-моделирования.
2. Методы создания систем высокой надежности с максимальной
эффективностью очистки, комплексный анализ качества очистки в этих
системах.
Научная новизна
Разработан метод проектирования эффективных систем очистки сточных вод на основе ЗО-моделирования и системного анализа, химико-технологического моделирования процессов очистки сточных вод с учетом особенностей производства.
Предложена 3Б-модель динамического фильтра. Проведен
прочностной анализ элементов конструкции фильтра при разных скоростях работы системы смешивания.
Предложена ЗБ-модель сливной трубы системы очистки стоков
гальванического производства. Проведен анализ функциональной
зависимости скорости движения потоков воды по трубе от степени загрязнённости сточной воды.
Предложена S-D статического фильтра. Было смоделировано несколько видов геометрии внутренних смесительных элементов. Все они проанализированы в программах инженерного анализа. После чего была выбрана оптимальная модель профиля, которая позволила получить наилучший результат смешивания. По результатам инженерного анализа и моделирования был изготовлен опытный образец. Его испытания показали высокое качество перемешивания жидкости и реагентов и надёжность в эксплуатации.
Практическая значимость
Проведено экспериментальное сравнение работы различных систем очистки сточных вод промышленных предприятий радиоэлектронной
промышленностй.
Разработана новая конструкция устройства статического фильтра, имеющего срок службы в 2,5-3 раза дольше стандартных.
Осуществлено внедрение полученных в диссертационной работе научных результатов в экспериментальных устройствах.
Достоверность и обоснованность научных положений, а также эффективность предложенных решений основана на совпадении расчетов, полученных при моделировании, с экспериментальными и расчетными значениями, полученными по общепринятым методикам.
Реализация полученных результатов. Апробация основных положений была проведена на ЗАО «БМТ» г. Владимир - основного производителя очистных систем сточных вод для радиоэлектронной промышленности.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы и отдельные положения были получены автором лично. Автор самостоятельно разрабатывал моделирование в 3D, проводил практические опыты по очистке сточных вод. Результаты использованы в докладе «Анализ эффективности коагулянтов, флокулентов, сорбентов в процессе очистки сточных вод предприятий».
Основные результаты исследований были доложены на конференциях:
Международная научно-техническая конференция «Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности.
67-ой Научной студенческой конференции 16-20.01.2015, г. Москва, государственный университет технологии и дизайна, «Применение синтез-газа Фишера -Тропша для переработки отходов кожевенного производства».
68-ой Научной студенческой койференции, г. Москва, Государственный университет технологии и дизайна, «Экологическая характеристика методов очистки сточных вод от жиров и нефтепродуктов».
Соответствие паспорту специальности. Согласно паспорту специальности 05.26.01 Охрана труда (по отраслям), задачи , рассмотренные в диссертации, соответствуют областям исследования:
-
Изучение физических, физико-химических, биологических и социально-экономических процессов, определяющих условия труда, установление взаимосвязей с вредными и опасными факторами производственной среды.
-
Научное обоснование, конструирование, установление области рационального применения и оптимизация параметров систем, выбор средств коллективной и индивидуальной защиты работников от воздействия вредных и опасных факторов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК России.
Личный вклад автора. Все результаты и выводы, приведенные в данной работе, получены автором самостоятельно.
Автору принадлежит конкретизация решаемых задач, просчитанные параметры процессов и подбор материалов при проектировании и оптимизации механизмов обезвреживания технологических отходов гальванического производства, данные аналитических и экспериментальных исследований, а также обработка и обобщение полученных результатов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Диссертация содержит 108 страниц текста, 5 таблиц, 38 иллюстраций. Список использованной литературы содержит 89 наименований.
Анализ существующих методов очистки. Достоинства и недостатки
Защита окружающей среды является составной частью концепции устойчивого развития человеческого общества, означающей длительное непрерывное развитие, обеспечивающее потребности ныне живущих людей без ущерба удовлетворению потребностей будущих поколений. Концепция устойчивого развития не сможет реализоваться, если не будут разработаны конкретные программы действий по предотвращению загрязнения окружающей среды, включающие в себя также организационные, технические и технологические разработки по развитию ресурсо и энергосберегающих и малоотходных технологий, снижению газовых выбросов и жидкостных сбросов, переработки и утилизации хозяйственных отходов, уменьшению энергетического воздействия на окружающую среду, усовершенствованию и использованию средств защиты окружающей среды.
Организационно-технические методы охраны окружающей среды можно условно разделить на активные и пассивные методы.
Активные методы защиты окружающей среды представляют собой технологические решения по созданию ресурсосберегающих и малоотходных технологий. Пассивные методы защиты окружающей среды делятся на две подгруппы: 1) Рациональное размещение источников загрязнения; 2) Локализация источников загрязнения. Рациональное размещение предполагает территориальное рациональное размещение объектов экономики, снижающее нагрузку на окружающую среду, а локализация по существу является флегматизацией источников загрязнений и средством снижения их выбросов. Локализация достигается применением различных средозащитных технологий, технических систем и устройств.
Процессы инженерной экологии для защиты окружающей среды связаны с разнообразными физическими и химическими явлениями. Применение основных физических и физико-химических законов к изучению технологических процессов защиты окружающей среды составляет теоретическую основу инженерной экологии.
В теоретических основах инженерной экологии, базирующихся на общих законах физики, химии, физической и коллоидной химии, термодинамики, гидро-и аэродинамики, теоретических основах химической технологии, изучается физико-химическая сущность основных процессов экобиозащитных технологий. Такой системный подход к средозащитным процессам позволяет сделать обобщения по теории таких процессов, применить к ним единый методологический подход.
В зависимости от основных закономерностей, характеризующих протекание средозащитных процессов, последние подразделяют на следующие группы: Химические процессы, протекающие с изменением физических свойств и химического состава исходных веществ, характеризуются превращением одних веществ в другие, изменением их поверхностных и межфазных свойств. К этим процессам можно отнести процессы нейтрализации, окисления и восстановления. Движущей силой химических процессов является разность химических (термодинамических) потенциалов.
Физико-химические процессы характеризуются взаимосвязанной совокупностью химических и физических процессов. К физико-химическим процессам разделения можно отнести коагуляцию и флокуляцию, флотацию, ионный обмен, обратный осмос и ультрафильтрацию, катализ, электрохимические методы, в частности, электрическую очистку газов. В эту группу можно также отнести часть массообменных процессов (экстрагирование, кристаллизацию). Движущей силой этих процессов является разность физических и термодинамических потенциалов разделяемых компонентов на границах фаз.
К гидромеханическим процессам, основой которых является гидростатическое или гидромеханическое воздействие на среды и материалы, относят перемешивание, отстаивание (осаждение), фильтрование, центрифугирование, рассеивание выбросов и разбавление стоков в окружающей среде. Движущей силой этих процессов является гидростатическое давление или центробежная сила.
К механическим процессам, основой которых является механическое воздействие на твердые и аморфные материалы, относят измельчение (дробление), сортирование (классификация), прессование и смешивание сыпучих материалов. Движущей силой этих процессов являются силы механического давления или центробежная сила.
К массообменным (диффузионным) процессам, в которых большую роль наряду с теплопередачей играет переход вещества из одной фазы в другую за счет диффузии, относят сорбционные процессы (абсорбцию, адсорбцию, де сорбцию), экстрагирование, ректификацию, сушку и кристаллизацию. Движущей силой этих процессов является разность концентраций переходящего вещества во взаимодействующих фазах.
Биохимические процессы, в основе которых лежат каталитические ферментативные реакции биохимического окисления и разложения органических веществ в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, характеризуются протеканием биохимических реакций и синтезом веществ на уровне живой клетки. Движущей силой этих процессов является энергетический уровень (потенциал) живых организмов.
К тепловым процессам, основой которых является изменение теплового состояния взаимодействующих сред, относят нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсацию. В эту группу можно отнести также ректификацию и сушку. Движущей силой этих процессов является разность температур (термических потенциалов) взаимодействующих сред.
В отдельную группу выделены физические процессы защиты от энергетических воздействий, в основном базирующиеся на принципах отражения и поглощения избыточной энергии основных технологических процессов природопользования.
База для создания метода
Решатели ANSYS CFD прекрасно масштабируются, параллельный расчет возможен на всех типах платформ Windows и Linux.
Турбулентные потоки являются наиболее часто встречающейся и, вместе с тем, наиболее сложной формой движения жидкостей и газов. Турбулентность представляет собой чрезвычайно сложный объект для исследования, поскольку является системой с очень большим количеством степеней свободы и обычно характеризуется широкополосным набором различных компонент движения и внутренних сил, среди которых существенную роль играют мелкомасштабные и высокочастотные составляющие.
Применяемые решатели содержат в себе широкий спектр разнообразных моделей турбулентности — это и проверенные временем RANS-модели (осреднение по Рейнольдсу), и современные методы крупных и отсоединённых вихрей LES и DES, соответственно.
Спектр настроек моделей турбулентности и открытость для глубоких изменений позволяют моделировать разнообразные эффекты турбулентности для любых условий течения жидкости.
Большинство технических систем включают процессы теплопереноса в ходе своего функционирования. Тепловые процессы напрямую связаны с распределением температурного поля, они сопровождают химические реакции, связанные с выделением или поглощением тепла. При высоких скоростях потока тепловые процессы неразрывно связаны с гидродинамическими характеристиками. Они также являются неотъемлемым элементом процессов перехода веществ из одного агрегатного состояния в другое (фазовых переходов).
Такое вовлечение процессов теплопереноса в широких спектр технических приложений определяет особые требования, предъявляемые к современным системам инженерного анализа для моделирования этих процессов. Во-первых, это возможность учета всех трех основных типов теплопереноса: теплопроводности (как в текучей среде, так и в твердых телах), конвекции (свободной и вынужденной) Соответственно, подходы к моделированию должны предусматривать возможности учета этих физических механизмов.
Во-вторых, необходимы развитые и глубокие подходы описания турбулентных характеристик потока вблизи границы между потоком и твердым телом, если они обмениваются теплом, поскольку турбулентность оказывает определяющее влияние на процесс теплоотдачи.
Так же должны быть предусмотрены модели фазовых переходов и учет тепловых эффектов при протекании этих физических явлений.
Одним из достоинств метода является возможность самостоятельно задать некоторые теоретические или экспериментальные зависимости, и дополнить ими вычислительную модель.
Средства пользовательского программирования также позволяют описать скалярную физическую величину и определить основные механизмы ее производства и диссипации, а также взаимодействие с другими гидродинамическими и тепловыми переменными. Тогда относительно этой величины возможно решение отдельного дифференциального уравнения переноса, описывающего физическое явление, которое не моделируется стандартными возможностями.
Многофазные течения встречаются во многих отраслях промышленности. Под многофазным обычно подразумевается совместное течение двух и более сред, находящихся в разном агрегатном состоянии.
Многофазные течения отличаются гораздо более сложной физикой, чем однофазные. Даже для такого простого течения, как течение в круглой трубе, возможны существенно разные режимы двухфазного течения: пузырьковый, снарядный, пенный, капельно-кольцевой, капельный. При этом одной универсальной модели, позволяющей моделировать все возможные режимы, не существует. Более того, для моделирования разных режимов иногда применяются совершенно разные подходы к моделированию.
В зависимости от подхода к моделированию модели многофазных течений разделяются на два основных класса: Лагранжевы и Эйлеровы модели. В основе Лагранжева подхода лежит рассмотрение движение отдельных частиц (или групп частиц) вторичной дисперсной фазы. В основе Эйлерова подхода лежит рассмотрение изменений параметров течения (скоростей, давлений, температур) в точках пространства. Для многофазных течений при этом вводится понятие объемной доли фазы еще одного дополнительного параметра течения. В рамках Эйлерова подхода все фазы рассматриваются как сплошные, независимо от их реальной морфологии. Существуют также гибридные модели, в которых чередуются Лагранжев и Эйлеров (усреднение по пространству и переход от реального распределения частиц к объемной доле) шаги.
Для правильного выбора модели необходимо знать, как минимум класс течения: стратифицированный, т. е. с протяженной границей раздела фаз, или дисперсный, т. е. когда вторичная фаза присутствует в виде отдельных мелких элементов.
Моделирование смешанных режимов и перехода от одного режима к другому в принципе возможно, если оба режима поддерживаются выбранной моделью. В случае дисперсного режима также необходимо знать: плотность дисперсной фазы (т.е. ожидаемые локальные значения объемной доли); характерный размер ее элемента (капли, пузырька или зерна).
Обзор программ для поставленных задач. Выбор программы для моделирования узлов очистного оборудования
Эти пакеты используют различные подходы к моделированию и обладают различным инструментарием удобным или неудобным при решении той или иной прикладной задачи. В качестве средства моделирования нами рассматривается прикладной программный пакет SolidWorks и в частности его модуль для моделирования течения жидкостей и газов - Flow simulation. Flow simulation-программное обеспечение, полностью интегрированное в SolidWorks для расчёта жидкостных и газовых потоков внутри и снаружи модели SolidWorks, а также рассчитывающее теплопередачу от, к и между этими моделями конвекцией, излучением и теплопроводностью с помощью технологий вычислительной гидргазодинамики (CFD). Flow simulation моделирует движение потока, на основе решения уравнения Навье-Стокса, которое являет интерпретацией законов сохранения массы, импульса и энергии для потока жидкости. Под жидкостью здесь понимается и газ, и жидкость, в виду отсутствия в русском языке аналога слову fluid. Уравнения дополнены выражениями состояния жидкости, которые определяют природу жидкости и эмпирическими зависимостями плотности, вязкости и теплопроводности жидкости от температуры. Несжимаемые неньютоновские жидкости рассматриваются по зависимости их динамической вязкости от скорости деформации сдвига и температуры, а сжимаемые жидкости рассматриваются по зависимости их плотности от давления. Ещё одна часть уравнений отвечает за геометрию потока, граничные и начальные условия. Законы сохранения массы, импульса и энергии для потока жидкости в декартовой системе координат, которая вращается с угловой скоростью Q вокруг оси, проходящей через начало системы координат можно записать где U- скорость жидкостщр плотность жидкости; 5,_ - внешние массовые силы, действующие на единицу массы текущей среды: = s porous + gravity _f rotation n porous St - сопротивление пористого тела; SLgr "у = —pgt сила гравитации;
s rotation _ центробежная сила; h-энтальпия; QH -источник тепла или тепло в единице объёма; тік - тензор вязких сдвиговых напряжений; qt - тепловой потока за счёт диффузии. Нижние индексы отвечают проекциям на три координатные ветви. Имея вышеприведённую теоретическую базу, описывающую на математическом языке явления действительности, Flow simulation позволяет исследовать широкий диапазон сложных явлений и процессов, возникающих в аппаратах химической технологии: 1. Массовые потоки, протекающие через каналы различных типов геометрии: симметричные (осесимметричные) каналы: трубопроводы, аппараты идеального смешения и вытеснения; несимметричные каналы: образующиеся в результате естественных условий 2. Различные характеры тепловых и массовых потоков по времени: установившиеся потоки, характерные для большинства аппаратов промышленности, таких как рекуперативные теплообменники, реакторы. неустановившиеся и переходные течения для аппаратов периодического или полупериодического действия: реакторы идеального смешения, дистилляторы. 3. Ламинарные и турбулентные течения 4. Потоки, проходящие через вращающиеся элементы, например, в реакторах, работающих в режиме идеального смешения, центрифугах, центробежных насосах. 5. Тепловые и массовые потоки, проходящие сквозь пористые среды с изотропной и отличной от изотропной проницаемости: установки сухого тушения, регенераторы, адсорберы. 6. Анализ гидродинамики и теплопередачи для смесей, идеальных и реальных газов и т. д. Помимо использования программы для моделирования как средства исследования важной составляющей является метод исследования. Метод сопутствует научному познанию на всех этапах его продвижения вперёд и представляет собой предписание по последовательности познавательных операций, соответствующих предмету и цели научного поиска и позволяет с высокой вероятностью получить достоверную информацию касательно изучаемого объекта. Метод или субметод, которым руководствуются при моделировании, в значительной степени определяется теми средствами, которыми пользуется исследователь.
Используя эффективный познавательный метод можно успешно решить большое количество задач. Поэтому в данной статье мы уделяем большое внимание методу, которому мы следовали при решении внутренней гидродинамической задачи.
Общий план решения внутренней гидродинамической задачи с помощью Flow Simulation для выполнения расчётного анализа с помощью Flow Simulation необходимо: Создать твердотельную модель в Solidworks Создать проект исследования Задать граничные условия моделирования Задать цели проекта Запустить и провести расчёт Просмотреть и проанализировать результаты, определить точность полученного решения Создание твердотельной модели исследуемого объекта в Solidworks. На этом этапе создаётся твердотельная оболочка, внутри которой будет течь жидкость (если задача исследования внутренняя) или поверхности моделируемого объекта которую будет обтекать жидкость (если задача исследования течения внешняя).
Фактически целью данного этапа является задание необходимых геометрических условий однозначности, которые, по мнению исследователя, будут существенно влиять на гидродинамическую обстановку. Рекомендуется создавать твердотельную модель непосредственно в Solidworks, поскольку это даёт возможность производить необходимые изменения над твердотельной составляющей модели даже на более поздних этапах моделирования в пределах самой программы. Будет создан новый файл детали, которая может представлять собой весь необходимый для расчёта твердотельный объект или являться составной частью твердотельного объекта, в случае его многокомпонентности.
Создание деталей в Solidworks выполняется на основе операций, производимых над плоскостными эскизами.
Полученные в результат расчёта данные не противоречат теоретическим представлениям о поведении жидкостей и газов при их движении в ограниченных пространствах и сужающих устройствах, в частности. Следовательно, пакет Flow Simulation можно использовать для решения внутренних гидродинамических задач химической технологии. Это позволит существенно сократить затраты времени на этапах изучения, проектирования, внедрения и эксплуатации новых и интенсификации уже существующих химико- технологических процессов.
Построение 3-D модели сливной трубы системы очистки стоков гальванического производства. Анализ функциональной зависимости скорости движения потоков воды по трубе от степени загрязнённости сточной воды
Рассматриваемый нами фильтр Ручеек-Б 1-2-2.0 представляет собой рукавный фильтр для механической очистки сточных вод. Производитель выпускает его с двумя типами фильтрующей поверхности- гладкой и гофрированной. Рейтинг фильтрации 5-200 мкм. Рабочее давление до О.8 МПа, что составляет 8 бар. Рабочая температура до 100 о С. Производительность 6.3-19 м3/ час (в зависимости от модели). Фильтроэлемент имеет диаметр 836/175 мм. Габариты 1120/300 мм. Площадь фильтрации от О.4 до 2 мЛ (в зависимости от модели).
Конструкция и принцип действия
Фильтрационный узел объединяет в себе корпус, сменный рукавный фильтр и приборы контроля давления опционально. Фильтровальный рукав надевается на постоянный сердечник корпуса складками наружу и уплотняется по манжетам резиновыми кольцами. В таком исполнении рукав легко заменяется без смены сердечника, на который он закреплён. Материал рукава уложен в гофры двумя слоями, между которыми содержится дренажная сетка, предназначенная для создания фильтратотводящего канала. Пройдя через гофры элемента, жидкость перетекает в отверстия сердечника и выводится из корпуса через выходной патрубок. Система остаётся герметичной за счёт уплотнений сердечника. По достижении максимального перепада давления рукав извлекается. Процесс фильтрации продолжается на новом или регенерированном фильтре.
Фильтровальное полотно
Рукавные фильтры изготавливаются из синтетического тканого материала и отличаются друг от друга тонкостью отделения и площадью фильтрующей поверхности. Ткань вырабатывается с заданным размером фильтровальной ячейки и имеет равномерную пористость. Каждая нить полотна состоит из множества мультинитей, что усиливает прочность переплетения полотна и исключает попадание волокон из фильтрующего элемента в фильтрат. Фильтровальное полотно характеризуется высокой износостойкостью, низкой гигроскопичностью, устойчивостью к механическим и другим технологическим воздействиям.
Достаточно высокая химическая стойкость позволяет использовать рукавные фильтры для очистки нейтральных и слабо кислых технологических сред, а также в производстве реактивов, растворителей, лаков, красителей и других химических веществ, и материалов. Вследствие своей высокой биостойкости и биоинертности этот механический фильтр может применяться для очистки жидких пищевых и биотехнологических продуктов.
Достоинства:
Складчатая укладка рукава для повышения потока и продления ресурса фильтра. Высокопоточный механический фильтр. Производительность одного рукавного фильтра высотой 1120 мм равна производительности шести глубинных фильтр-патронов высотой 1000 мм.
Два стандартных размера и три границы отделения фильтрующего элемента (рукава). Номинальная удерживающая способность рукавного фильтра не менее 80% в фильтрационном рейтинге 10, 20, 50, 70, 100, 200 мкм. В конструкции рукавного фильтра отсутствуют клеящие, смазочные материалы и пропитки, способные к экстрагированию. Фильтр не имеет каркаса и опорной трубки, благодаря чему обладает улучшенной пропускной способностью и легко очищается. Регенерация сменных рукавных фильтров не требует дополнительного аппаратурного оформления. Простота установки, замены и утилизации. Автором был проведен анализ отходов одного из реальных предприятий радиотехнической промышленности. Данные (осадок на фильтре) приведен в Таблица 5. 1. Ci - концентрация Гго компонента в отходе. 2. Wi - коэффициент степени опасности i-го компонента опасного отхода для ОПС. 3. Ki = Ci/Wi - показатель степени опасности i-го компонента опасного отхода для ОПС В программе 3-D инженерного моделирования Solidworks построим отдельные детали исследуемого фильтра в полном соответствии с промышленным образцом. Затем выполним сборку модели.
Для исследования фильтрующих свойств в зависимости от размера пор, размера загрязняющих частиц, перейдём в приложение Flow simulation.
Зададим тип задачи - внутренняя, текучая среда-жидкость, вода. Строим расчётную область, добавляем граничные условия - объёмный расход на входе 6,4 м3/час, давление 0,8 МПа, задаём пористую среду фильтрующей части. Размеры пор будем изменять в каждом следующем исследовании. Получаем изображения распределения скорости движения загрязняющих сточную воду частиц в зависимости от размера пор фильтрующей части и размера самих частиц.