Mewn peirianneg trin dŵr, mae prosesau uned fel tanciau ceulo, tanciau fflocwleiddio, a thanciau adwaith meddalu yn gofyn am unffurfiaeth uchel iawn o gymysgu dŵr. Yn draddodiadol, cyflawnir cymysgu trwy osod cynhyrfwyr mecanyddol. Fodd bynnag, gyda chostau ynni cynyddol a gweithredu polisïau "carbon deuol", mae mwy a mwy o brosiectau yn dechrau ceisio disodli cynnwrf mecanyddol ag aer cywasgedig i gyflawni nodau cadwraeth ynni a lleihau allyriadau. Mae'r erthygl hon yn rhannu egwyddorion, dulliau cyfrifo, a gwerth cymhwyso technoleg cymysgu niwmatig ar gyfer gweithwyr proffesiynol trin dŵr.
I. Pwyntiau Poen o Gynnwrf Mecanyddol Traddodiadol
Mewn prosesau trin dŵr confensiynol, mae cynhyrfwyr padlo neu ffrâm fel arfer yn cael eu gosod mewn tanciau cymysgu, tanciau fflocwleiddio, a thanciau adwaith meddalu. Mae'r modur yn gyrru'r padlau i gylchdroi, gan greu vortices a chneifio yn y dŵr, a thrwy hynny hyrwyddo cymysgedd trylwyr o gemegau a dŵr crai. Fodd bynnag, mae gan gynnwrf mecanyddol y problemau canlynol:
1. Defnydd Uchel o Ynni
Mewn gweithfeydd trin dŵr gwastraff ar raddfa fawr, mae pŵer cynhyrfwyr mecanyddol rhwng 2 a 15 kW yn gyffredinol, gydag amseroedd gweithredu hir a defnydd pŵer blynyddol uchel.
2. Costau Cynnal Uchel
Mae cynhyrfwyr yn cynnwys nifer o gydrannau sydd wedi'u difrodi'n hawdd fel moduron, gostyngwyr, cyplyddion a impelwyr. Mae cynnal a chadw dyddiol ac ailosod rhannau yn cymryd llawer o amser a llafur.
3. Maes Llif Anwastad yn y Tanc
Mewn rhai tanciau siâp afreolaidd neu danciau adwaith cyfaint mawr, mae cynnwrf mecanyddol yn creu "parthau marw" yn hawdd, gan arwain at effeithiau cymysgu anfoddhaol.
Felly, mae dod o hyd i dechnolegau cynnwrf mwy effeithlon sy'n arbed ynni wedi dod yn duedd.
II. Egwyddor Cynnwrf Aer Cywasgedig
Mae cynnwrf aer cywasgedig yn dechnoleg sy'n cynhyrchu swigod trwy gyflwyno aer cywasgedig i waelod neu waliau'r tanc. Wrth i'r swigod aer godi yn y dŵr, maent yn cynhyrchu llif aer ar i fyny, gan yrru'r dŵr o'i amgylch ar yr un pryd i ffurfio llif sy'n cylchredeg. O'i gymharu â chynnwrf mecanyddol, mae gan gynnwrf niwmatig nifer o fanteision sylweddol: (1) Arbed ynni a llai o ddefnydd; dim angen gosod cynhyrfwr pŵer uchel, dim ond un cywasgydd aer sydd ei angen ar gyfer cyflenwad aer canolog; (2) Dim gwisgo mecanyddol; bron dim angen cynnal a chadw; (3) Maes llif mwy unffurf; mae dosbarthiad swigen rhesymol yn osgoi "parthau marw"; (4) Mae ganddo hefyd swyddogaeth awyru; mewn rhai prosesau, gall helpu i gynyddu ocsigen toddedig. III. Cyfrifo Cyfaint Aer Mae llawer o brosiectau'n cynnwys y math hwn o addasiad, ond yn aml heb unrhyw sail wyddonol, yn cysylltu pibell cyflenwad aer yn fympwyol i'r pwll, gan arwain at berfformiad anfoddhaol.
III. Cyfrifiad Cyfaint Aer
Mae llawer o brosiectau'n cynnwys y math hwn o addasiad, ond yn aml heb unrhyw sail wyddonol, yn cysylltu pibell ffynhonnell aer yn fympwyol i'r tanc, gan arwain at berfformiad anfoddhaol.
Gellir cyfrifo'r cyfaint aer sydd ei angen ar gyfer awyru a chymysgu gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol.
Yn y fformiwla: Qa yw'r gyfradd llif aer sy'n ofynnol ar gyfer awyru a chymysgu o dan amodau safonol, m³/min; Pt yw pŵer siafft y cynhyrfwr gwreiddiol, kW, y gellir ei gymryd fel 0.75 ~ 0.90 o'r pŵer modur; h yw dyfnder y dŵr yn y fewnfa dosbarthiad aer, m.
Gellir cyfrifo'r pwysedd aer (pwysedd mesur) sydd ei angen ar gyfer awyru a chymysgu gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol.
Yn y fformiwla: pc yw'r pwysedd aer (pwysedd mesur) sydd ei angen ar gyfer awyru a chymysgu, kPa; Δph yw'r gwasgedd statig ar ddyfnder dŵr, kPa, Δph=9.81 × h; Δpf yw'r golled pwysau ar hyd y biblinell ac ar bwyntiau lleol, kPa, y gellir ei gyfrifo trwy gyfeirio at y cynnwys perthnasol yn yr erthygl "Dulliau ar gyfer Penderfynu Pwer a Phwysau Chwythwyr Awyru" ar y cyfrif cyhoeddus hwn trwy'r ddolen ar ddiwedd yr erthygl hon; Δpd yw colled pwysau'r pen dosbarthu aer, kPa, y gellir ymgynghori â'r gwneuthurwr ac mae'n gyffredinol 3 ~ 15 kPa.
IV. Ystyriaethau Dylunio ar gyfer Cymysgu Niwmatig
1. Diamedr Swigen a Chyflymder Codi
Yn ôl y llenyddiaeth, mae diamedr y swigen fel arfer tua 5 mm, ac mae'r cyfaint aer yn gyffredinol yn cyfrif am 10% o'r gyfradd llif hylif. Y lleiaf yw'r diamedr swigen, yr arafaf yw'r cyflymder cynyddol, a'r gorau yw'r effaith cynnwrf hylif, ond mae'r defnydd o ynni aer cywasgedig ychydig yn uwch; os yw diamedr y swigen yn rhy fawr, bydd yr effeithlonrwydd cymysgu'n cael ei leihau.
2. Pibellau a Dyfais Dosbarthu Aer
Dylai'r pennau dosbarthu aer gael eu dosbarthu'n gyfartal, a defnyddir pibellau mandyllog neu bennau awyru microfandyllog yn gyffredin. Rhaid i'r dyluniad sicrhau bod y swigod yn cael eu dosbarthu'n gyfartal yn y tanc er mwyn osgoi "cylchedau byr" lleol.
3. Nodweddion Hydrolig Pwll
Ar gyfer pyllau dwfn, mae swigod aer yn dioddef mwy o golledion wrth ddringo, gan olygu bod angen aer cywasgedig uwch o bwysau.
Crynodeb
Yng nghyd-destun "carbon deuol" (carbon deuocsid, dal a storio carbon, ac allyriadau carbon), mae technoleg cynnwrf aer cywasgedig yn cynnig dull cymysgu hynod effeithlon, arbed ynni a chynnal a chadw isel. Trwy gyfrifo defnydd a phwysau aer yn rhesymegol, optimeiddio dyluniad dosbarthu aer, a rheoli maint swigen, gellir cyflawni cymysgu mwy unffurf na chynnwrf mecanyddol, tra'n lleihau costau gweithredu yn sylweddol. Yn y dyfodol, gyda datblygiad systemau rheoli deallus, disgwylir i gymysgu niwmatig fod yn gysylltiedig â monitro ansawdd dŵr ar-lein, gan alluogi cyflenwad aer ar y galw ac arbedion ynni deinamig, gan ddangos potensial cymhwysiad mawr mewn trin dŵr trefol, dŵr sy'n cylchredeg yn ddiwydiannol, ac adweithiau cemegol.