Все бактерицидные установки рассчитываются при заданных значениях Nбн, Nбк, НБД,G, а: где NБН, — исходная плотность микроорганизмов одного вида (контрольных) по подсчету количества которых в единице объема определяется степень зараженности среды, шт/л.; Nбк — остаточная плотность микроорганизмов одного вида (контрольных) в единице объема среды, после воздействия на нее бактерицидной облученности ЕБ в течение времени t, шт/л.; НБД — 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 Иоу — 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 DCT и рассчитывается толщина слоя жидкости h= DCT- d, обрабатываемая УФ-потоком.
По полученному значению h определяется коэффициент поглощения бактерицидного потока aб:
(4)
Вычисляется количество ламп n, устанавливаемых в бактерицидную установку:
(5)
где Кз — коэффициент запаса; Фб — бактерицидный поток лампы, Вт; Ир — коэффициент использования бактерицидной мощности источников.
Для установок открытого типа Ир определяется выражением (6):
(6)
где Котр — коэффициент отражения; угол отражателя, град.
Для установок закрытого типа ИР определяется исходя из прозрачности кварцевого цилиндрического чехла, и составляет порядка 0,8. Полученное значение n округляется до целого значения nокр.
Определяется общая мощность установки Руст:
(7)
где П — коэффициент учета потерь в балластах ламп; Рл — 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 Nбк / Nбн 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 Ео, Eh— 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 Еб · t= НБл— При обеспечении таких условий в установке, на выходе из нее должна наблюдаться полная стерилизация жидкости, то есть Nбк = 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.