WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

0

14

-

-

+

+

6,7

34,5

97

25,9

15

+

-

+

-

66,7

34,5

97

66,1

16

-

+

-

+

333,33

500

333,33

388,89

Отклонение результата любого опыта от среднего арифметического можно представить как разность yq -, yq – результат повторного опыта. Наличие отклонения свидетельствует об изменчивости, чаще всего используют дисперсию. Корень квадратный из дисперсии, взятый с положительным знаком, называется средним квадратическим отклонением, стандартом или квадратичной ошибкой. Данный параметр определяется по формуле (6), результаты которого сведены в таблицу 3:

Таблица 3 – Результаты расчетов среднего квадратического отклонения, критерия Стьюдента и относительного отклонения

Номер опыта

S

y1

y2

y3

r1

r2

r3

1

160,73

0,73

1,14

0,41

0,89

1,39

0,5

2

-

-

-

-

-

-

-

3

62,65

0,696

0,45

1,46

0,85

0,55

1,397

4

44,6

0,59

0,56

1,15

0,72

0,68

1,41

5

47

0,979

1,02

0,04

1,19

1,25

0,05

6

48,78

0,1

1,04

0,96

0,124

1,26

1,17

7

53,2

1,09

0,23

0,87

1,33

0,277

1,06

8

16

0,14

0,92

1,06

0,18

1,12

1,3

9

54,25

0,11

0,94

1,05

0,13

1,15

1,28

10

-

-

-

-

-

-

-

11

185,16

1,09

0,87

0,22

1,33

1,06

0,27

12

-

-

-

-

-

-

-

13

-

-

-

-

-

-

-

14

17,85

1,08

0,17

0,9

1,3

0,21

1,1

15

31,25

0,019

1

0,99

0,02

1,23

1,21

16

96,2

0,58

1,15

0,58

0,7

1,409

0,7

Для движения к точке оптимума на основе планирования эксперимента была составлена линейная (математическая) модель, которая описывается уравнением (7), связывающая максимальную концентрацию с факторами, влияющими на эксперимент:

y=153,24·х0 - 21,12·х1+64,65·х2 - 62,57·х3 - 6,68·х4+34,74·х1·х2+89,43·х1·х3+ +3,36·х1·х4 -29,08·х2·х3 - 19,96·х2·х4+0,7·х3·х4+23,2·х1·х2 х3+18,62·х1·х3 х4 -

- 1,62·х1·х2х4+23,69·х2·х3 х4 -4,06·х1·х2 х3 х4. (7)

Из уравнения (7) видно, что большое влияние на концентрацию оказывает высота слоя осадка х2 (+64,65·х2). Скорость извлечения осадка х3 (- 62,57·х3) отрицательно влияет на концентрацию: чем больше его значение, тем концентрация ниже. Также на уменьшение значения концентрации влияет расстояние от дна емкости до всасывающего патрубка х1 (-21,12·х1) и скорость передвижения понтона (-6,68·х4). Однако, если рассмотреть влияние вышеперечисленных факторов с эффектом взаимодействия, то факторы, отрицательно влияющие на концентрацию, при взаимодействии друг с другом оказывают на процесс положительное влияние: (+89,43·х1·х3 + 3,36·х1·х4 + +0,7·х3·х4 + 18,62·х1·х3 х4). Но при взаимодействии данных факторов с положительно влияющим фактором х2 они оказывают на концентрацию отрицательное влияние (-29,08·х2·х3 - 19,96·х2·х4 -1,62·х1·х2 х4 - 4,06·х1·х2 х3 х4).

В результате экспериментов было установлено, что оптимальным сочетанием четырех факторов является максимальное значение концентрации извлеченного осадка (у3) 428 кг/м3, а факторы, влияющие на концентрацию, имеют следующие значения: расстояние от дна емкости до всасывающего патрубка х1 = 0,001м; высота слоя осадка х2 = 0,06 м; скорость извлечения осадка х3 = 0,012 м/с; скорость передвижения понтона х4 = 0,077 м/с.

С целью верификации расчетов, полученных расчетным и экспериментальным путем, были проведены расчеты концентрации суспензии в воде в процессе работы установки в программном комплексе Flow Vision. Для этого выполнялось моделирование движения среды ил - вода в трубе, которая погружена в бассейн с илом. Движение суспензии как в трубе, так и в окрестности трубы можно отнести к турбулентному несжимаемому течению, при этом имеют место изменения плотности (концентрации) среды в окрестности трубы, обусловленные постепенным удалением ила вокруг трубы. Турбулентное течение несжимаемой жидкости в таких моделях описывается уравнениями Навье – Стокса.

Поскольку одной из задач расчета было установление режимов движения жидкости и трубки, не приводящих к взмучиванию суспензии, режим течения должен быть ламинарным. При этом возникает задача смоделировать данный процесс для адекватности решения таким образом, чтобы одновременно использовался ряд моделей. Модель свободной поверхности жидкости использовалась в связи с тем, что присутствует граница раздела «вода-воздух»; модель несжимаемой жидкости – так как часть трубы находится внутри жидкой среды; модель частиц – поскольку выкачиваем ил с водой. Причем поток, выходящий из трубы, отводится вне объема занимаемой жидкостью в бассейне, т.е. он не должен смешиваться с первоначальным объемом несжимаемой жидкости и фильтром подвижного тела.

На рисунке 4 представлен фрагмент расчета процесса извлечения модельной суспензии со дна емкости при стационарно установленной трубке.

Рисунок 4 – Фрагмент расчета режима всасывания суспензии в трубку

со дна емкости, используя ПК Flow Vision

Результаты расчетов в сравнении с экспериментальными данными представлены на рисунках 5, 6, 7, 8.

Рисунок 5 - Зависимость концентрации извлеченного осадка

от расстояния между дном емкости и трубкой

Рисунок 6 - Зависимость концентрации извлеченного осадка

от высоты его слоя

Рисунок 7 - Зависимость концентрации извлеченного осадка

от скорости его извлечения

Рисунок 8 - Зависимость концентрации извлеченного осадка

от скорости передвижения понтона

По результатам расчетов определены оптимальные параметры извлечения ила и даны рекомендации по проектированию промышленной установки при диапазоне изменений концентрации осадка (С) в сточной воде от 450 до 700 кг/м3: при диаметре погружной трубы 0,1 м расход извлекаемого осадка (G) должен составлять от 1,61 до 2,15 м3/ч.

Для получения оптимальных эксплуатационных параметров извлечения отработанного активного ила со дна пруда-отстойника путем моделирования в программном комплексе Flow Fision получена параболическая зависимость (y = -0,0305x2 + 13,397x + 68,485; R2 = 0,9903) ширины полосы извлечения осадка от расстояния всасывающего патрубка (при диаметре 0,1 м) до дна, откуда видно, что экстремальному значению соответствует 220 мм.

Рисунок 9 – Зависимость ширины полосы извлечения осадка от расстояния всасывающего патрубка до дна пруда-отстойника

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»