На головну

1 страница

  1. 1 страница
  2. 1 страница
  3. 1 страница
  4. 1 страница
  5. 1 страница
  6. 1 страница
CNa = 0,5 мг-екв/дм3; CCl =0,6 мг-екв /дм3; pH =10,2;
CCa = 1,2 мг-екв/дм3; CSO4 = 0,45 мг-екв/дм3 ; DK =0,5 мг-екв/дм3;
CMg = 0,65 мг-екв /дм3; CHCO3=2,7 мг-екв /дм3; t = 40 C.

Алгоритм розрахунку

Ведеться розрахунок рівноважних концентрацій іонів у воді, що піддається спільній коагуляції і вапнуванню. Передбачається подальше пом'якшення води її фільтруванням через катіонітовий фільтр, тому розчин соди не використано з економічних міркувань.

1. Визначити коефiцiєнти активностi iонiв при заданiй температурi, прийнявши початкове значення іонної сили μ=0.005 за формулою 8.

2. Розрахувати початкову сумарну концентрацiю СО2 aH, нормальність OH та концентрацiю iонiв SO4 2- за формулами 9; 10; 11 та 12.

3. Розрахувати добутки розчинностi за даної температури та рiвноважну концентрацiю iонiв магнію за формулами 13-15.

4. Розв'язати рiвняння електронейтральності, користуючись формулами

16-19 та функцією середовища MatCad "Given-Find". Задати початкове наближення активності іонів кальцію аСа2+ = 0,005.

5. Розрахувати рiвноважнi концентрацiї iонiв Ca2+ , OH , CO32- , HCO3- у першому наближенні за формулами 20-23.

6. Повторно обчислити значення йонної сили μ за формулами 5-7 та вiдносне вiдхилення початкового наближення μ вiд одержаного значення.

7. У разi, якщо вiдхилення бiльше 1%, потрібно повернутися у точку завдання початкового значення іонної сили μ (пункт 1) та задати значення, близьке до одержаного (цим забезпечується iтерацiйний розрахунок).

8. Одержати значення остаточних концентрацiй йонiв та порiвняти їх iз вихiдними скласти порівняльну таблицю.

9. Обчислити кількість осадів карбонату кальцiю та гiдроксиду магнiю, самостiйно одержавши вирази для цього iз рiзницi мiж вихiдним вмiстом вуглекислоти та вмiстом вуглекислоти пiсля вапнування (для карбонату кальцiю) та рiзницi мiж вихiдною та рiвноважною концентрацiями магнiю (для гiдроксиду магнiю).

10. Визначити дозу вапна за формулою 24.

Індивідуальна самостійна робота

1. Виконати багатоваріантний розрахунок в діапазоні дози коагулянту Дк від 0,3 до 0,8 з кроком 0,1. Аналізувати вплив дози коагулянту на склад вапнованої води. Зробити висновок щодо раціональної дози коагулянту.

2. Використати при обчисленнi кiлькостi осаду гiдроксиду магнiю та дози вапна обмеження iз використанням умовних операторiв MathCad.

Контрольні питання

Хімізм процесу попереднього пом'якшення води. Види коагулянтів і механізм їх дії. Вплив дози коагулянту на процес освітлення води. Вплив значення рН на повноту осадження іонів кальцію і магнію. Принцип розрахунку дози вапна. Електронейтральність, іонна сила, активність та принципи їх використання в розрахунках очищення води.

Література

1. Копылов, А. С. Водоподготовка в энергетике: учебное пособие для вузов / А. С. Копылов, В. М. Лавыгин, В. Ф. Очков. - М. : Издательство МЭИ, 2003. - 310 с.

РОЗДІЛ 30. Аналіз динаміки іонного обміну різнозарядних іонів

Дана робота є логічним продовженням розділу 22 і виконується в рамках вже створеної програми.

Мета роботи: аналіз статики і динаміки іонного обміну, побудова ізотерм іонного обміну і динамічних характеристик процесу в середовищі MathCad -описпросторово-часовогорозподілу концентрації в фільтрі.

Вихідні дані

Порозність іоніту: p:=0.6.

Концентрація іону В (Ca2+) у воді, г-екв/м3, с0:=6.

Повна обмінна ємність іоніту (катіоніту), кг-екв/м3, q0:=2

Константа рівноваги для опуклої ізотерми: k:=12.5 ,

Концентрація домішок у воді:

Алгоритм розрахунку

Розподілювальне співвіднощення: є безрозмірним, тому необхідно привести с0 і q0 до формально однакової розмірності кг-екв/ м3: со= с0∙10-3, після чого розрахувати Rat.

1. Розрахувати ізотерму адсорбції за рівнянням (7), що для середовища MathCad має вид:

. (7)

2. Розрахувати значення хвильової швидкості за рівнянням:

. (8)

3. Побудувати двовимірні графічні залежності Q(c,k)=f(c) та Vwave(c,k)=f(c).

4. Розв'язати хвильове рівняння методом характеристик з наступними вихідними даними для 1-ої ступені водопідготовки:

Лінійна швидкість води: w=10 м/год.

Висота шару іоніту L=2,5м.

Час роботи фільтра у міжрегенераційний період τ=20 год.

Граничні значення точок Z: Zmin:=0 Zmax:=1,

число кроків інтегрування Ni:=40 , індекс .

Незалежна змінна - час в безрозмірній формі t=τ w/L. Згідно цієї формули і вихідних даних tmin:=0; tmax = 20∙10/2.5 = 80, отже tmax:=80, число кроків інтегрування Nj:=80, індекс .

Використати (скопіювати) фрагмент програми роботи 22. Початкове розподілення концентрації вздовж фільтра С(Z) задається як:

.

Увага! Розрахунок хвильової швидкості здійснюється за наступним рівнянням, в якому враховано першу похідну від рівняння (7):

Але простіше розрахунок хвильової швидкості здійснювати за наступними рівняннями, що враховують можливості MathCad:

.

5. Побудувати тривимірний графік f(Z,T,C).

Для цього на панелі інструментів Graph вибрати 3D Scatter Plot. Для побудови тривимірного графіку у полі, яке з'являться у нижньому лівому кутку області побудови графіка, у дужках зазначаються змінні, відносно яких буде побудовано графік - (Z,T,C).

Для представлення графіку у більш наглядному ракурсі необхідно увійти у вікно побудови графіка та одночасно затискуючи ліву клавішу миші повертати графік (рухами миші), доки не буде досягнуто найбільшої наочності побудованої поверхні.



Mathcad 55 страница | 2 страница

Mathcad 33 страница | Mathcad 35 страница | Mathcad 37 страница | Mathcad 38 страница | Mathcad 39 страница | Mathcad 43 страница | Mathcad 44 страница | Mathcad 46 страница | Mathcad 48 страница | Mathcad 52 страница |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати