Comment calculer perte de charge pour un filtre à sable rapide

Un filtre à sable rapide utilise habituellement trois ou plusieurs couches contenant différents types de matériaux de filtration , ce qui aide à filtrer les multiples types de contaminants . Ce type de filtre est " rapide " parce que l'eau peut s'écouler à travers elle jusqu'à 40 fois plus rapide que par le biais d'un filtre à sable lent . Les résultats plus importants de vitesse dans une plus grande perte de charge ainsi - les mesures de perte de la tête de la diminution de la pression que l'eau s'écoule à travers un système . Vous devez prendre la perte de charge en compte lors de la conception du lit filtrant pour un filtre à sable rapide . Instructions
Le 1

Multiplier les temps de la vitesse de l' eau de la densité de l'eau et diviser le résultat par la viscosité de l'eau . Pour la température ambiante de l'eau - environ 20 degrés Celsius ou 70 degrés Fahrenheit - utiliser 998,2 kg /m ^ 3 pour la densité et 0,001 Ns /m ^ 2 pour la viscosité . Regardez la densité et de la viscosité en densité et viscosité graphiques pour d'autres températures . Avec une vitesse de 0,005 m /s à la température ambiante , le calcul est ( 0,005 m /s) * ( 998,2 kg /m ^ 3 ) /( 0,001 Ns /m ^ 2 ) = 4,991 /m .
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Multiplier le temps du facteur de forme des particules du diamètre du grain exprimée en mètres , pour chaque couche du filtre à sable rapide . Utiliser une pour le facteur de forme des particules de sable sphérique , 0,73 angulaire de sable ou charbon concassé, sable usé de 0,89 , 0,65 pour verre pilé et de 0,28 pour les paillettes de mica . Si le filtre a une couche de charbon broyé à un diamètre de particule de 0.0005m , une couche de sable usé avec un diamètre de particule de 0,0008 m et la couche de sable sphérique avec un diamètre de particule de 0,005 m , par exemple , les résultats respectifs sont 0,73 * ( 0.0005m ) = 0.000365m , 0,89 * ( 0.0008m ) = 0.000712m , et 1 * ( 0,005 m ) = 0,005 m .
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Multipliez la forme des particules et le diamètre des grains les valeurs pour chaque couche du filtre par le résultat de l'étape 1 pour trouver les numéros de Reynolds pour chaque couche . Par exemple, le nombre de Reynolds de la couche de charbon serait écrasé ( 4991 /m) * ( 0.000365m ) = 1,82 . Les chiffres du Reynold pour les couches de sable usées et sphériques seraient de 3,55 et 24,96 , respectivement .
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Soustraire la porosité de chaque couche de filtre d'un , diviser par le nombre de Reynolds pour cette couche , multipliez par 150 et ajouter 1,75 à obtenir le coefficient de frottement pour chaque couche . Si le charbon broyé avait une porosité de 0,45 , par exemple , le coefficient de frottement de cette couche serait [ 150 * (1 - 0,45) ] /1,82 + 1,75 = 47,1 . Si les porosités des couches de sable usées et sphériques étaient de 0,55 et 0,65 , les coefficients de frottement respectifs seraient de 20,77 et 3,85 .
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Cube de la porosité pour chaque couche du filtre, puis multiplier le résultat par la particule facteur de forme et le diamètre des grains de cette couche. Pour la couche de charbon broyé , le résultat serait [ ( 0,45 ) ^ 3 ] * 0,73 * 0.0005m = 0.00003m . Les résultats pour les couches de sable usées et sphériques seraient 0.00012m et 0.00137m .
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Soustraire la porosité de chaque couche d'une seule et multiplier le résultat par le coefficient de frottement et la profondeur de cette couche , puis diviser par le résultat de l'étape 5 Si la couche de charbon broyé a une profondeur de 1,5 m , le calcul serait [ (1 - 0,45) * 47,1 * 1,5 m ] = 1295250 /0.00003m . Si les couches de sable usées et sphériques avaient chacun une profondeur de 1 m , les résultats seraient 77 887 et 984 , respectivement .
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Additionner les résultats de l'étape 6 Par exemple , 1295250 + 77 887 + 984 . = 1374121
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carré de la vitesse de l'eau qui coule en profondeur le filtre et diviser le résultat par l'accélération due à la gravité - 9,81 m /s ^ 2 . Pour une vitesse de 0,005 m /s , [ ( 0,005 m /s) ^ 2 ] = /9.81m/s^2 0.000003m .
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Multipliez le résultat de l'étape 7 par le résultat de l'étape 8 pour trouver la perte de charge totale dans le filtre à sable rapide . Par exemple , 1374121 * 0.000003m équivaut à une perte de 4,1 millions de tête .