টিউব সেটলার হাইড্রোলিক ডিজাইন: রাইজ রেট, ওভারফ্লো রেট এবং মডিউল সাইজিং - একটি সম্পূর্ণ ইঞ্জিনিয়ারিং গাইড

সরাসরি উত্তর: একটি টিউব সেটলার ট্যাঙ্কের পদচিহ্নকে প্রসারিত না করেই একটি ক্ল্যারিফায়ারের কার্যকর সেটলিং এরিয়া 2-4x বৃদ্ধি করে, প্রবাহকে অনেকগুলি অগভীর বাঁকযুক্ত প্যাসেজে ভাগ করে যেখানে কণাগুলিকে একটি পৃষ্ঠে আঘাত করার আগে অল্প দূরত্বে পড়তে হয়। দুটি মূল নকশা পরামিতি হল পৃষ্ঠ ওভারফ্লো হার (SOR) — ট্যাঙ্ক পরিকল্পনা এলাকার প্রতি ইউনিট কত প্রবাহ সিস্টেম পরিচালনা করতে হবে — এবং টিউব বৃদ্ধি হার — টিউবের ভিতরে ঊর্ধ্বমুখী জলের বেগ, যা লক্ষ্য কণার নিষ্পত্তির বেগের নীচে থাকতে হবে। এই দুটি সংখ্যা সঠিক পান, এবং নকশা বাকি অনুসরণ করে.

টিউব সেটলাররা কেন কাজ করে: হ্যাজেন অগভীর-গভীরতার নীতি

একটি প্রচলিত খোলা ক্ল্যারিফায়ারে, একটি কণাকে ট্যাঙ্কের সম্পূর্ণ গভীরতায় পড়তে হবে - সাধারণত 3-5 মিটার - এটি স্লাজ জোনে পৌঁছানোর আগে। বেশিরভাগ সূক্ষ্ম কণা (10-100 µm) 0.1-2.0 m/h এ স্থির হয়, যার অর্থ দীর্ঘ জলবাহী ধারণ সময় এবং বড় ট্যাঙ্কের পরিমাণ।

অ্যালেন হ্যাজেন 1904 সালে প্রতিষ্ঠিত করেছিলেন যে একটি সেটলিং ট্যাঙ্কের কার্যকারিতা তার গভীরতা বা ধরে রাখার সময়ের উপর নির্ভর করে না, তবে সম্পূর্ণরূপে তার উপর নির্ভর করে। পরিকল্পনা পৃষ্ঠ এলাকা প্রবাহ আপেক্ষিক একটি গভীর ট্যাঙ্কের মতো একই প্ল্যান এলাকা সহ একটি অগভীর ট্যাঙ্ক ঠিক একই কণাগুলি সরিয়ে দেয়। এটি টিউব বসতি স্থাপনকারীদের জন্য তাত্ত্বিক ভিত্তি।

60° প্রবণতায় ইনস্টল করা একটি টিউব সেটলার মডিউল প্রবাহকে কয়েক ডজন বাঁকযুক্ত প্যাসেজে বিভক্ত করে, যার প্রতিটির উল্লম্ব গভীরতা মাত্র 50-100 মিমি। খোলা ট্যাঙ্কে 3-5 মিটারের পরিবর্তে টিউবের প্রাচীরে আঘাত করার আগে 0.5 m/h গতিতে স্থির হওয়া একটি কণাকে কেবল 50-100 মিমি উল্লম্বভাবে যেতে হবে। ফলাফল: ক্ল্যারিফায়ারের কার্যকর নিষ্পত্তির এলাকা 2-4x দ্বারা গুণিত হয়।

স্থির করা কঠিন পদার্থগুলি অভিকর্ষের অধীনে ঝুঁকে থাকা টিউব প্রাচীর (সর্বনিম্ন 45°, মান 60°) নীচে স্লাইড করে, ক্রমবর্ধমান জলের প্রবাহের বিপরীতে, এবং নীচের স্লাজ সংগ্রহ অঞ্চলে পড়ে।

দুই মূল নকশা পরামিতি

1. সারফেস ওভারফ্লো রেট (SOR)

SOR হল ভলিউমেট্রিক প্রবাহ হার সেটলিং জোনের প্ল্যান এলাকা দিয়ে ভাগ করা হয়। এটি টিউব মডিউলগুলির উপরে এবং নীচে খোলা ক্ল্যারিফায়ারে ঊর্ধ্বগামী জলের বেগকে প্রতিনিধিত্ব করে।

SOR (m/h) = Q (m³/h) / A (m²)

যেখানে Q = নকশা প্রবাহ হার, A = সেটলিং জোনের প্ল্যান এলাকা

এসওআরও বলা হয় জলবাহী পৃষ্ঠ লোডিং হার বা ওভারফ্লো হার . এটির একক m/h বা m³/(m²·h) - উভয়ই সমান এবং একই জিনিসের অর্থ: কোন মীমাংসা না ঘটলে জলের পৃষ্ঠের যে বেগ বৃদ্ধি পায়।

টিউব বসতি স্থাপনকারীদের জন্য ডিজাইনের সীমা:

টিউব সেটলার ছাড়া, প্রচলিত ক্ল্যারিফায়ারগুলি সাধারণত 1-3 m/h SOR এ কাজ করে। টিউব মডিউল যোগ করা একই ট্যাঙ্ককে 3-7 m/h গতিতে কাজ করতে দেয় — যেভাবে টিউব সেটলাররা 2-4x ক্ষমতা বৃদ্ধি অর্জন করে।

2. টিউব বৃদ্ধির হার (টিউবের ভিতরে বেগ)

বৃদ্ধির হার হল ঊর্ধ্বমুখী জলের বেগ ভিতরে টিউব প্যাসেজ এটি এসওআর থেকে আলাদা — এটি টিউবের জ্যামিতির জন্য দায়ী।

অনুভূমিক থেকে θ কোণে ঝুঁকে থাকা কাউন্টারকারেন্ট-ফ্লো টিউবের জন্য:

বৃদ্ধির হার (Vr) = SOR / (sin θ L/d × cos θ)

কোথায়:

• θ = টিউব বাঁক কোণ (সাধারণত 60°)
• L = টিউবের দৈর্ঘ্য (সাধারণত 600-1200 মিমি)
• d = টিউব অভ্যন্তরীণ ব্যাস বা সমতুল্য হাইড্রোলিক ব্যাস (সাধারণত 25-80 মিমি)

50 মিমি ব্যাসের 600 মিমি টিউব সহ স্ট্যান্ডার্ড 60° প্রবণতায়:

জ্যামিতিক ফ্যাক্টর (sin 60° 600/50 × cos 60°) = 0.866 6.0 = 6.866

এর অর্থ হল টিউবগুলির ভিতরে কার্যকর বসতি স্থানটি পরিকল্পনা এলাকার প্রায় 6.9x - ব্যাখ্যা করে কেন টিউব বসতি স্থাপনকারীরা এই ফ্যাক্টর দ্বারা ক্ল্যারিফায়ার ক্ষমতাকে গুণ করে।

গুরুতর বৃদ্ধি হার সীমা:

রেনল্ডস নম্বর: ল্যামিনার ফ্লো নিশ্চিত করা

টিউব বসতি স্থাপনকারী শুধুমাত্র অধীনে সঠিকভাবে কাজ করে লেমিনার প্রবাহ শর্তাবলী টিউবগুলির অভ্যন্তরে অশান্ত প্রবাহ বেগের গ্রেডিয়েন্টকে ধ্বংস করে যা কণাগুলিকে টিউবের দেয়ালে স্থির হতে দেয় - এটি নিষ্পত্তি হওয়া উপাদানগুলিকে পুনরায় স্থগিত করে এবং কার্যক্ষমতাকে মারাত্মকভাবে হ্রাস করে।

টিউবের অভ্যন্তরে রেনল্ডস নম্বরটি অবশ্যই ল্যামিনার-অশান্ত পরিবর্তনের নীচে থাকতে হবে:

Re = (Vr × Dh) / ν

কোথায়:

• Vr = টিউবের ভিতরে বৃদ্ধির হার (m/s)
• ধ = টিউবের জলবাহী ব্যাস (মি) = 4 × ক্রস-বিভাগীয় এলাকা / ভেজা পরিধি
• ν = জলের গতিশীল সান্দ্রতা (≈ 1.0 × 10⁻⁶ m²/s 20°C, 1.3 × 10⁻⁶ 10°C এ)

প্রবাহ শাসনের থ্রেশহোল্ড:

কাজের উদাহরণ:

• বৃদ্ধির হার: 5 m/h = 0.00139 m/s
• টিউব হাইড্রোলিক ব্যাস: 50 মিমি = 0.050 মি
• জলের তাপমাত্রা: 20°C, ν = 1.0 × 10⁻⁶ m²/s

Re = (0.00139 × 0.050) / (1.0 × 10⁻⁶) = 69.5

ভাল ল্যামিনার পরিসীমা মধ্যে. সবচেয়ে সঠিকভাবে ডিজাইন করা টিউব সেটলার ইনস্টলেশনগুলি Re = 50-200 এ কাজ করে।

তাপমাত্রা প্রভাব: 10°C এ, জলের সান্দ্রতা 1.3 × 10⁻⁶ m²/s-এ বৃদ্ধি পায়, যা একই প্রবাহের হারের জন্য Re 23% কমিয়ে দেয় — প্রকৃতপক্ষে ল্যামিনার স্থায়িত্ব উন্নত করে। ঠান্ডা জল টিউব সেটলার হাইড্রলিক্সের জন্য উপকারী, যদিও এটি কণা নিষ্পত্তির বেগ কিছুটা কমিয়ে দেয়।

ডিজাইন সামঞ্জস্য: একটি অঙ্গুষ্ঠের নিয়ম হিসাবে, নিষ্পত্তি বেগ ( $V_s$ ) প্রতি 1°C ড্রপের জন্য প্রায় 2% হ্রাস পায় জলের তাপমাত্রায়। ঠাণ্ডা আবহাওয়ায়, একই বর্জ্যের গুণমান বজায় রাখার জন্য ডিজাইন SOR গ্রীষ্মের শিখরের তুলনায় 20-30% কমানো উচিত।

ফ্রুড নম্বর: ফ্লো স্থায়িত্ব

ফ্রুড নম্বর প্রবাহ ব্যবস্থার স্থায়িত্ব মূল্যায়ন করে — বিশেষ করে ঘনত্বের স্রোত এবং শর্ট-সার্কিট টিউব মডিউল জুড়ে অভিন্ন প্রবাহ বন্টন ব্যাহত করবে কিনা।

Fr = Vr / (g × Dh)^0.5

ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা: Fr > 10⁻⁵

নিম্ন ফ্রুড সংখ্যা নির্দেশ করে যে ঘনত্ব-চালিত স্রোত (তাপমাত্রার পার্থক্য বা উচ্চ স্থগিত কঠিন ঘনত্ব থেকে) জড়তা প্রবাহকে ওভাররাইড করতে পারে এবং টিউব বান্ডিলের মাধ্যমে শর্ট-সার্কিট পথ তৈরি করতে পারে — কিছু টিউব খুব বেশি প্রবাহ বহন করে, অন্যগুলি খুব কম।

অনুশীলনে, সাধারণ টিউব সেটলার ডিজাইনে Fr > 10⁻⁵ সহজেই পূরণ করা যায়, তবে এটি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে:

• খুব কম প্রবাহের অবস্থা (আন্ডারলোডেড রেট্রোফিট)
• উচ্চ-তাপমাত্রা-পার্থক্যের অবস্থা (উষ্ণ বর্জ্য জল ঠান্ডা পরিবেষ্টিত ট্যাঙ্কে প্রবেশ করে)
• উচ্চ লবণাক্ত শিল্প বর্জ্য জল

টিউব জ্যামিতি: দৈর্ঘ্য, ব্যাস এবং ঝোঁক কোণ

ঝোঁক কোণ

প্রমিত প্রবণতা কোণ হয় অনুভূমিক থেকে 60° . এটি নির্বিচারে নয়:

• 45° এর নিচে: স্থির স্লাজ মাধ্যাকর্ষণে টিউবের প্রাচীরের নিচে স্লাইড করতে পারে না - এটি জমা হয় এবং অবশেষে টিউবটিকে ব্লক করে
• 45° এ: ন্যূনতম স্ব-পরিষ্কার কোণ — হালকা, কম সংগতিযুক্ত স্লাজের জন্য সামান্য গ্রহণযোগ্য
• 60° এ: নিষ্পত্তি করার দক্ষতা এবং স্লাজ স্ব-পরিষ্কার করার মধ্যে সর্বোত্তম ভারসাম্য — শিল্পের মান
• 70° এর উপরে: স্লাজ অবাধে স্লাইড করে কিন্তু জ্যামিতিক সুবিধা হ্রাস পায় (কার্যকর নিষ্পত্তির দৈর্ঘ্য ছোট হয়)

টিউবের দৈর্ঘ্য

স্ট্যান্ডার্ড টিউব মডিউল দৈর্ঘ্যে 600 মিমি বা 1200 মিমি। লম্বা টিউবগুলি প্ল্যান এরিয়ার প্রতি ইউনিটে আরও সেটলিং পৃষ্ঠ প্রদান করে তবে চাপ হ্রাস বাড়ায় এবং আরও কাঠামোগত সহায়তার প্রয়োজন হয়।

লম্বা টিউব নাটকীয়ভাবে কার্যকর বসতি এলাকা বৃদ্ধি. যাইহোক, 1,000-1,200 মিমি এর উপরে, হাইড্রোলিক লোডের অধীনে কাঠামোগত বিচ্যুতি একটি নকশা উদ্বেগ হয়ে ওঠে এবং পরিষ্কারের জন্য অ্যাক্সেস সীমিত।

টিউব হাইড্রোলিক ব্যাস

সাধারণ টিউব আকার এবং তাদের জলবাহী ব্যাস:

ছোট হাইড্রোলিক ব্যাস একই বেগের জন্য Re-কে বৃদ্ধি করে — তাই উচ্চ-প্রবাহের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে খুব সূক্ষ্ম-চ্যানেল মিডিয়া ব্যবহার করা সবসময় সুবিধাজনক নয়। 25 মিমি চ্যানেল সহ ষড়ভুজ মধুচক্র মিডিয়া কম-বেগ, সূক্ষ্ম-কণা প্রয়োগে (পানীয় জলের পলিশিং) সবচেয়ে দক্ষ। বর্গাকার বা আয়তক্ষেত্রাকার টিউবগুলি পৌরসভা এবং শিল্পের বর্জ্য জলে বেশি দেখা যায় যেখানে উচ্চ প্রবাহের বেগ এবং সহজে পরিষ্কারের অ্যাক্সেস অগ্রাধিকার।

ধাপে ধাপে ডিজাইন পদ্ধতি

প্রদত্ত তথ্য (উদাহরণ):

• নকশা প্রবাহ Q = 5,000 m³/দিন = 208 m³/h
• বিদ্যমান ক্ল্যারিফায়ার প্ল্যান এলাকা A = 50 m²
• টিউব সেটলারদের সাথে লক্ষ্য SOR: 5 m/h
• টিউব স্পেসিফিকেশন: 600 মিমি দৈর্ঘ্য, 50 মিমি বর্গক্ষেত্র, 60° প্রবণতা

ধাপ 1: প্রয়োজনীয় প্ল্যান এলাকা গণনা করুন

প্রয়োজনীয় এলাকা = Q/SOR = 208/5 = 41.6 m²

বিদ্যমান 50 m² ট্যাঙ্ক যথেষ্ট। টিউব বসতি স্থাপনকারীদের অবশ্যই কমপক্ষে 41.6 m² প্ল্যান এলাকা কভার করতে হবে।

ধাপ 2: টিউবের ভিতরে বৃদ্ধির হার গণনা করুন

জ্যামিতিক ফ্যাক্টর = সিন 60° (600/50) × cos 60°
= 0.866 12 × 0.500
= ০.৮৬৬ ৬.০
= 6.866

টিউবের ভিতরে বৃদ্ধির হার = SOR / জ্যামিতিক ফ্যাক্টর = 5.0 / 6.866 = 0.728 m/h = 0.000202 m/s

ধাপ 3: রেনল্ডস নম্বর নিশ্চিত করুন

Re = (0.000202 × 0.050) / (1.0 × 10⁻⁶) = 10.1

500 এর নিচে - চমৎকার লেমিনার প্রবাহ নিশ্চিত করা হয়েছে।

ধাপ 4: ফ্রুড নম্বর যাচাই করুন

Fr = 0.000202 / (9.81 × 0.050)^0.5 = 0.000202 / 0.700 = 2.9 × 10⁻⁴

10⁻⁵ এর চেয়ে বেশি — স্থিতিশীল প্রবাহ, কোন ঘনত্ব বর্তমান ঝুঁকি নেই।

ধাপ 5: টিউবের ভিতরে আটকের সময় পরীক্ষা করুন

একটি 50 মিমি বর্গক্ষেত্র টিউবের ক্রস-বিভাগীয় এলাকা = 0.050 × 0.050 = 0.0025 m²
একটি টিউবের আয়তন = 0.0025 × 0.600 = 0.00150 m³

প্রতি নল প্রবাহ = উত্থানের হার × টিউব ক্রস-সেকশন = 0.000202 × 0.0025 = 5.05 × 10⁻⁷ m³/s

আটকের সময় = আয়তন / প্রবাহ = 0.00150 / (5.05 × 10⁻⁷) = 2,970 সেকেন্ড = 49.5 মিনিট

ডিজাইন নির্দেশিকা: টিউবের ভিতরে আটকে রাখার সময় প্লেট সেটলারদের জন্য <20 মিনিট এবং টিউব সেটলারদের জন্য <10 মিনিট হওয়া উচিত। 49.5 মিনিটের এই নকশাটি রক্ষণশীল - নির্দেশ করে যে সিস্টেমটি হাইড্রোলিক সীমার নীচে ভালভাবে কাজ করছে।

ইনস্টলেশনের উপর ব্যবহারিক নোট: > যেহেতু টিউব মডিউলগুলি হালকা ওজনের (বিশেষত পিপি), তারা হাইড্রোলিক সার্জেস বা পরিষ্কারের সময় উচ্ছ্বসিত বা স্থানান্তরিত হতে পারে। সর্বদা 304/316 স্টেইনলেস স্টীল অ্যান্টি-ফ্লোটেশন বার নির্দিষ্ট করুন বা a dedicated clamping system across the top of the modules to ensure they remain submerged and aligned.

উপাদান নির্বাচন:

• পিপি (পলিপ্রোপিলিন): খাদ্য-গ্রেড, উচ্চতর রাসায়নিক প্রতিরোধের, এবং উচ্চ-তাপমাত্রা শিল্প বর্জ্য জলে আরও ভাল কর্মক্ষমতা।

• পিভিসি (পলিভিনাইল ক্লোরাইড): উচ্চ কাঠামোগত অনমনীয়তা এবং UV প্রতিরোধের, প্রায়শই বড় আকারের বহিরঙ্গন পৌরসভা গাছপালাগুলির জন্য পছন্দ করা হয়।

ধাপ 6: মডিউল সাইজিং

1.0 m × 1.0 m প্ল্যান পদচিহ্নের আদর্শ মডিউল মাত্রায়:
প্রয়োজনীয় মডিউলের সংখ্যা = 41.6 m² / 1.0 m² = সর্বনিম্ন 42 মডিউল

10-15% নিরাপত্তা মার্জিন যোগ করুন: নির্দিষ্ট করুন 48 মডিউল 50 m² সেটলিং জোনের মধ্যে 48 m² জুড়ে।

ক্লিয়ার ওয়াটার জোন এবং লন্ডার ডিজাইন

দুটি অতিরিক্ত জলবাহী প্রয়োজনীয়তা প্রায়ই উপেক্ষা করা হয়:

টিউব মডিউলগুলির উপরে পরিষ্কার জল অঞ্চল: টিউব মডিউলের উপরের অংশ এবং বর্জ্য লন্ডারের মধ্যে ন্যূনতম 300 মিমি খোলা জল। এই জোন টিউব থেকে প্রস্থান করার পর প্রবাহকে অনুভূমিকভাবে পুনঃবন্টন করার অনুমতি দেয়, সরাসরি টিউব এক্সিট থেকে বর্জ্য ওয়েয়ার পর্যন্ত শর্ট-সার্কিটিং প্রতিরোধ করে।

লন্ডার লোডিং হার: বর্জ্য লন্ডারে পরিষ্কার জল অপসারণের হার অতিক্রম করা উচিত নয় 15 m³/ঘণ্টা প্রতি মিটার সমতুল্য লন্ডার দৈর্ঘ্য . এটি অতিক্রম করা উচ্চ-বেগ জোন তৈরি করে যা কাছাকাছি টিউব মডিউলগুলি থেকে প্রবাহকে অগ্রাধিকারমূলকভাবে আঁকে, যা সম্পূর্ণ মডিউল অ্যারের কার্যকর ব্যবহার হ্রাস করে।

টিউব মডিউলের নিচে স্লাজ জোন: টিউব মডিউল ফ্রেমের নীচে এবং স্লাজ সংগ্রহের ফড়িং এর মধ্যে ন্যূনতম 1.0-1.5 মিটার পরিষ্কার উচ্চতা। এটি টিউবগুলিতে প্রবেশকারী ঊর্ধ্বমুখী প্রবাহে নিষ্পত্তি করা স্লাজকে পুনরায় প্রবেশ করাতে বাধা দেয় - এটি রেট্রোফিট ইনস্টলেশনের দুর্বল কার্যকারিতার একটি সাধারণ কারণ যেখানে টিউব মডিউলগুলি খুব কম ঝুলানো থাকে।

সাধারণ ডিজাইনের ভুল এবং কীভাবে সেগুলি এড়ানো যায়

টিউব সেটলার বনাম প্লেট সেটলার: হাইড্রোলিক পার্থক্য

টিউব সেটেলার এবং প্লেট সেটলার একই হ্যাজেন নীতি ভাগ করে কিন্তু হাইড্রোলিক আচরণে ভিন্ন:

টিউবগুলির আবদ্ধ জ্যামিতি একই হাইড্রোলিক ব্যাসের জন্য একটি নিম্ন রেনল্ডস নম্বর (উন্নত লেমিনার স্থিতিশীলতা) দেয় — যে কারণে টিউবগুলি কম-প্রবাহ, সূক্ষ্ম-কণা প্রয়োগে প্লেটগুলিকে ছাড়িয়ে যায়। কিন্তু একই ঘেরটি পরিষ্কার করা কঠিন করে তোলে, এই কারণেই প্লেট বসতি স্থাপনকারীরা ভারী বা আঠালো কাদাযুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পছন্দ করেন যা নিয়মিত পরিষ্কারের প্রয়োজন হয়।

সারাংশ: এক নজরে কী ডিজাইন নম্বর

নিহাও-এর টিউব সেটলার মডিউলগুলি মডিউল বিচ্ছেদ রোধ করতে শক্তিশালী জিহ্বা-এবং-খাঁজ সন্ধিগুলিকে বৈশিষ্ট্যযুক্ত করে। এগুলি 600 মিমি এবং 1200 মিমি দৈর্ঘ্যে পাওয়া যায়, উচ্চ-নির্ভুলতা সিএনসি-গঠিত 50 মিমি বর্গ-বিভাগ পিভিসি বা পিপি ব্যবহার করে। উচ্চ-লোড ক্ষমতা প্রয়োজন এমন প্রকল্পগুলির জন্য, আমরা মধ্য-স্প্যানের বিচ্যুতি রোধ করতে কাস্টম বেধের বিকল্পগুলি সরবরাহ করি। মডিউল সাইজিং এবং লেআউট আঁকার জন্য nihaowater-এর সাথে যোগাযোগ করুন।