Bài thuyết trình bể trộn cơ khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG

XỬ LÝ NƯỚC CẤP
Chuyên đề

BỂ TRỘN CƠ KHÍ


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
Giới thiệu về bể trộn cơ khí
Cấu tạo
Nguyên lý hoạt động
Ưu, nhược điểm
Ví dụ tính toán trong bể trộn cơ khí


1. GIỚI THIỆU VỀ BỂ TRỘN CƠ KHÍ
Khái niệm: Khuấy trộn cơ khí là sử dụng năng lượng
cánh khuấy để tạo ra dòng chảy rối
Mục đích: làm tăng năng suất của quá trình khuấy
 tiết kiệm thời gian trong quá trình trộn
Việc khuấy trộn được tiến hành trong bể trộn hình
vuông hoặc hình tròn với tỷ lệ chiều cao và chiều rộng
là 2:1


2. CẤU TẠO
2.1 Mô hình bể trộn cơ khí

2. CẤU TẠO
2.2 các kiểu cánh khuấy
2.2.1 Cánh khuấy turbine

Cánh khuấy turbine và sơ đồ tạo ra dòng chảy trong thiết bị
khuấy turbine
Mỗi turbine thường có 4 đến 16 cánh. Tùy theo tính chất của hỗn hợp lỏng
(chủ yếu là độ nhớt) và mục đích khuấy trộn mà turbine ở dạng hở hay
dạng kín và cách turbine có thể thẳng, nghiêng hay cong.


2. CẤU TẠO

Các dạng cánh khuấy turbine
a) Turbine cánh thẳng
b) Turbine cánh nghiêng
c) Turbine cánh cong hở
d) Turbine cánh cong kín

Ưu diểm:
• Tạo ra lực ly tâm lớn nên làm tăng khả năng va đập giữa nguyên
liệu và máy khuấy  các thành phần của hỗn hợp dễ di chuyển
vào nhau hơn.
• Trộn được chất lỏng có độ nhớt cao.
Nhược điểm: Đòi hỏi động cơ có công suất lớn.


2. CẤU TẠO
2.2.2 Cánh khuấy chân vịt

Sơ đồ tạo ra dòng chảy trong thiết bị khuấy chân vịt và
các loại cánh khuấy chân vịt.
Ưu điểm: thời gian khuấy trộn ngắn
Nhược điểm: Đòi hỏi cánh khuấy có độ bền cơ học cao, dùng
để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt thấp (0,5-2 Ns/m2


2. CẤU TẠO
2.2.3 Bộ phận khuấy cánh
Bộ phận khuấy có các dạng: Tấm, khung, dạng răng lược, được
lắp trên truc thẳng đứng hoặc nằm ngang.

Ưu điểm: tạo ra sự khuấy đều cho hỗn hợp
Nhược điểm: năng suất thấp nên chỉ dùng để khuấy các hỗn hợp
chất lỏng có độ nhớt thấp và dung tích bể chứa không lớn lắm.


2. CẤU TẠO
2.2.4 Cánh khuấy dạng mỏ neo

Các loại Cánh khuấy mỏ neo


2. CẤU TẠO

Ưu điểm
Có thể khuấy nhiều dạng chất lỏng có tính chất và
đặc điểm khác nhau, có độ bền cơ học cao.
Nhược điểm
• Do thường dung thùng chứa hình cầu nên khó

bố trí trong phân xưởng.
• Đòi hỏi những vật liệu có khả năng chịu được
tác dụng cơ học và hóa học vì vậy giá thành
cao.


2. CẤU TẠO
2.3 Các loại máy khuấy trộn cơ khí thông dụng
2.3.1 Máy khuấy trộn cơ khí dạng chìm
Máy khuấy trộn chìm được ứng dụng nhiều như khuấy các hạt lắng, trộn
chất lỏng và phá vỡ sự phân tầng.

Máy khuấy trộn chìm
HOMA


2. CẤU TẠO
2.3.2 Máy khuấy trộn cơ khí kết hợp
Là loại máy khuấy kết hợp với một loại máy khác với mục đích làm tăng
hiệu quả công việc, tiết kiệm diện tích cũng như làm giảm chi phí đầu tư
cho công trình.

Máy khuấy trộn cơ khí kết hợp với cấp khí bề mặt.


3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Hình 3: Sơ đồ bể trộn dùng cánh khuấy cơ khí

4. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM

Thời gian khuấy trộn ngắn
(30-60s) nên dung tích bể nhỏ
Ưu điểm

Điều chỉnh được cường độ
khuấy trộn


4. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM

Nhược
điểm

Thiết bị phức tạp, yêu
cầu trình độ quản lý cao
Áp dụng cho trạm xử lý
công suất vừa và lớn


5. TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ

5.1 Các bước tính toán
 B1: Tính thể tích của bể

• Qmax là lưu lượng nước lớn nhất
chảy vào bể, bao gồm cả lưu lượng của
nước và hoá chất. Đơn vị ( m3/s )
• t là thời gian lưu nước, chọn

45 – 90 (s) theo TCXD 33-2006
• V là thể tích bể trộn m3


5. TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ

 B2: Tính chiều cao và diện tích đáy bể
 Chiều cao của bể : H = h0 + hbv
h0 Chiều cao lớp nước
hbv Chiều cao bảo vệ ( chọn 0.3 – 0,5m)
 Diện tích đáy bể:
Nếu bể hình vuông F =
Nếu bể hình tròn

F=


5. TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ
 B3: Tính chiều cao và chiều rộng của tấm chắn
Tấm chắn có tác dụng ngăn cản dòng xoay của nước
Chiều cao Htc = H
Chiều rộng Btc =


5. TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ
 B4 Tính toán thiết bị khuấy
Đường kính cánh khuấy: D a

Chiều rộng cánh khuấy: D’ D

Chiều dài cánh khuấy: L’ =


5. TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ
 B5 Năng lượng cần truyền vào nước
Năng lượng cần truyền vào nước : P =
V: thể tích bể trộn ( m3 )
µ: độ nhớt động lực của nước(N.s/ )
G: gradient vận tốc ()
Các giá trị G cho trộn nhanh
Thời gian trộn t (s)

Gradien G (s-1)

0,5 (trộn đường ống)

3500

10 – 20

1000

20 – 30

900

30 – 40

800

> 40

700

(Nguồn: Cấp nước tập 2, Trịnh Xuân Lai)


5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ
 B6 Tính công suất và chọn máy khuấy phù hợp
Công suất của máy: ( Với n là hệ số truyền động hay hiệu suất khuấy)

Công suất (kw)

Tốc độ quay (vòng/ phút)

0,37

30; 45; 70; 110; 175

0,56

45; 70; 110; 175

0,75

45; 110; 175

1,12

45; 110; 175

1,50

70; 110; 175

Công suất motor có sẵn trên thị trường và số vòng quay tương ứng


5. TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ

5.2 Ví dụ tính toán trong bể trộn cơ khí
Tính toán thiết kế bể trộn cơ khí cho trạm
xử lý có công suất 260 3.10-3 m3/s


5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ
Bước 1: Tính thể tích, chiều cao và diện tích đáy bể
Nhằm làm cho chất keo tụ được khuyếch tán đều trong nước kích
thước bể trộn:(bể được chế tạo bằng thép)
o Chọn thời gian lưu theo TCXDVN 33:2006 : từ 45 – 90 (s). Chọn t
= 90 (s)
Thể tích bể trộn: x 90= 0,27
o Chọn thể tích bể trộn V = 0,3 m3
o Chiều cao lớp nước trong bể trộn là h0 = 1,2 m
Với hbv = 0,3m  H = h0 + hbv = 1,5 m
o Chọn bể trộn hình vuông với diện tích :
F=
Vậy diện tích thực tế xây dựng V = 0,5 x 0,5 x 1,5 = 0,375m3

5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ
Bước 2: Tính chiều cao và chiều rộng tấm chắn

Chiều cao tấm chắn: Htc= 1,5 m
chiều rộng tấm chắn: Btc=
bề dày tấm chắn: 5mm


5.TÍNH TOÁN TRONG BỂ TRỘN CƠ KHÍ
Bước 3: Tính toán thiết bị khuấy trộn
Chọn cánh khuấy turbine làm bằng thép không gỉ, 4 cánh
nghiêng hướng xuống để đưa nước từ trên xuống dưới. Bên
trong thiết kế 4 tấm chắn xung quanh 4 mặt trong của bể để
ngăn chuyển động xoay của nước