X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

УФ-установки, применяемые в производстве, могут рассчитываться и выполняться непосредственно под конкретно заданные технологические параметры, а также выпускаться серийно.

Все бактерицидные установки рассчитываются при заданных значениях N_бн, N_бк, Н_БД,G, а: где N_БН, — исходная плотность микроорганизмов одного вида (контрольных) по подсчету количества которых в единице объема определяется степень зараженности среды, шт/л.; N_бк — остаточная плотность микроорганизмов одного вида (контрольных) в единице объема среды, после воздействия на нее бактерицидной облученности Е_Б в течение времени t, шт/л.; Н_БД — поверхностная бактерицидная доза, при которой происходит прекращение жизнедеятельности (контрольных) микроорганизмов.; G — производительность установки, м³/с.; а — показатель поглощения обрабатываемой среды, см^-1.

Алгоритм применяемых методик расчета УФ-установок следующий:

Выбирается источник УФ-излучения, а также диаметр кварцевого чехла d (если рассчитывается установка закрытого типа).

При заданном значении G, принимая скорость движения жидкости в установке υ такого значения, при которой обрабатываемая среда будет двигаться через установку в турбулентном режиме, находят живое сечение ω:

(1)

При расчете установки открытого типа вычисляется толщина слоя обеззараживаемой среды h:

(2)

где И_оу — скорректированный по бактерицидному излучению коэффициент использования потока установки; а — показатель поглощения среды, см’¹.

Затем, по известным значениям ю и h определяется ширина желоба (лотка) b, в котором движется облучаемая среда: b= ω / h.

При расчете установки закрытого типа определяется внутренний диа­метр камеры обеззараживания D :

(3)

Затем, полученное по выражению (2) значение D округляется до ближайшего стандартного значения D_CT и рассчитывается толщина слоя жидкости h= D_CT- d, обрабатываемая УФ-потоком.

По полученному значению h определяется коэффициент поглощения бакте­рицидного потока a_б:

(4)

Вычисляется количество ламп n, устанавливаемых в бактерицидную уста­новку:

(5)

где К_з — коэффициент запаса; Ф_б — бактерицидный поток лампы, Вт; И_р — коэффициент использования бактерицидной мощности источников.

Для установок открытого типа Ир определяется выражением (6):

(6)

где К_отр — коэффициент отражения; угол отражателя, град.

Для установок закрытого типа И_Р определяется исходя из прозрачности кварцевого цилиндрического чехла, и составляет порядка 0,8. Полученное значение n округляется до целого значения n_окр.

Определяется общая мощность установки Р_уст:

(7)

где П — коэффициент учета потерь в балластах ламп; Р_л — мощность лампы, Вт.

Рассчитываются затраты электроэнергии W на обеззараживание 1 м³ жидкости:

(8)

В расчет установок открытого типа также входит определение формы отражателя. Размер основания отражателя принимается равным ширине желоба (лотка), а его (отражателя) очертание определяется по уравнению параболы.

Отношение N_бк / N_бн называется эффектом обеззараживания среды и является основным критерием, которому должна удовлетворять проектируемая УФ-установка. Применяемые в настоящее время методики расчета УФ- установок базируются на использовании выражений (9) и (10) [2, 3].

(9)

(10)

где Е_о, E_h— соответственно облученность на поверхности среды и на глубине h, бк I·см²; = τ₀ — коэффициент пропускания бактерицидного потока. Выражение (9) определяет процесс отмирания микроорганизмов под воздействием бактерицидного излучения. Для того, чтобы создать условия к прекращению жизнедеятельности микроорганизмов, нужно передать к каждому продольному слою жидкости, подвергающегося воздействию УФ-потока, количество бактерицидной энергии Е_б · t= Н_Бл— При обеспечении таких условий в установке, на выходе из нее должна наблюдаться полная стерилизация жидкости, то есть N_бк = 0.

Литература

Надежность систем энергетики (Сборник рекомендуемых терминов). — М: ИАЦ «Энергия», 2007. 192 с.

Надежность систем энергетики: достижения, проблемы, перспективы. / Г. Ф. Ковалев, Е. В. Сеннова, М. Б. Чельцов и др. / Под ред. Н. И. Воропая. — Новосибирск: Наука, Сибирское предприятие РАН, 1999. — 434 с.

Код для цитирования: Скопировать