Жесткости фильтрата

В табл. 21 приведено сравнение показателей различных профилей при изгибе. В основу сравнения положены условия равенства масс (сечений F) и прочности (моментов сопротивления W). Увеличение прочности и жесткости достигается последовательным применением принципа разноса материала в область действия наибольших напряжений. За единицу приняты масса, моменты сопротивления и инерции исходного профиля 1, у которого материал сосредоточен вблизи нейтральной оси. ,

ности, а модуль упругости остается без изменений, повышение жесткости достигается улучшением форм и размеров деталей.

Легко понять, что для систем геометрического направления: решение первой и третьей задач из перечисленных выше имеет наибольшее значение. Обеспечение же необходимой прочности и жесткости достигается сравнительно просто.

В табл. 21 приведено сравнение показателей различных профилей при изгибе. В основу сравнения положены условия равенства масс (сечений F) и прочности (моментов сопротивления W). Увеличение прочности и жесткости достигается последовательным применением принципа разноса материала в область действия наибольших напряжений. -За единицу приняты масса, моменты сопротивления и инерции исходного профиля 1, у которого материал сосредоточен вблизи нейтральной оси.

Чем тоньше стенка, тем большее значение приобретает обеспечение жесткости поперечного сечения, в особенности при наличии сосредоточенной поперечной нагрузки. Повышение поперечной жесткости достигается постановкой диафрагм (фиг. 3, б). Диафрагмы следует ставить также и при замкнутом профиле.

Уменьшение некарбонатной жесткости достигается путем присадки в термические умягчители различных реагентов.

Изменение жесткости достигается перемещением опорной точки при деформации пружины при соприкосновении ее с криволинейными поверхностями зубьев. Эти муфты лучше смягчают сильные толчки при пуске машины и более слабые — при ее работе. Применяются преимущественно для передачи больших мощностей

Уменьшение некарбонатной жесткости достигается путем присадки в термические умягчители различных реагентов.

Чем тоньше стенка, тем большее значение приобретает обеспечение жесткости поперечного сечения, в особенности при наличии сосредоточенной поперечной нагрузки. Повышение поперечной жесткости достигается постановкой диафрагм (фиг. 3, б). Диафрагмы следует ставить также и при замкнутом профиле.

Обеспечивают лучшее, чем предыдущие муфты, смягчение сильных толчков при пуске машин и более слабых — при ее работе. Обычно выполняются с пружинами, работающими на изгиб. Изменение жесткости достигается перемещением опорной точки при деформации пружины — скачкообразное (вступлением в контакт новых опор) или плавное (при соприкосновении с криволинейной опорной поверхностью).

В процессе Н-катионирования с «голодной» регенерацией происходит частичное умягчение воды и существенное снижение ее щелочности; в результате удаления карбонатной жесткости достигается уменьшение общего солесодержания воды; концентрация углекислоты увеличивается на величину снижения щелочности. На эффект очистки воды влияет присутствие в исходной воде ионов натрия. Когда концентрация натрия невелика, общая жесткость фильтрата по величине близка к некарбонатной жесткости исходной воды и незначительно изменяется на протяжении рабочего цикла фильтра, так же как и общая щелочность фильтрата, которая составляет 0,3—0,5 мг-экв/л. Когда в исходной воде много натрия, щелочность фильтрата от начала рабочего цикла снижается, затем возрастает и в среднем за цикл составляет 0,7—0,8 мг-экв/л; в начале и конце рабочего цикла получается глубокоумягченный фильтрат, появление некарбонатной жесткости наблюдается в средней части фильтроцикла.

Рис. 9-6. Расход соли на регенерацию Na-катионитового фильтра в зависимости от содержания катионов и жесткости фильтрата.

2.3. Определение остаточной жесткости фильтрата при Na-катионировании

В литературе отсутствуют уравнения для определения остаточной жесткости фильтрата при обработке воды. Можно лишь указать на эмпирическую формулу, предложенную В. А. Клячко [31, 32] для определения остаточной жесткости фильтрата при умягчении пресных вод:

Исследования показали, что данная формула не может быть распространена на определение остаточной жесткости фильтрата при умягчении морских и солевых вод в силу ряда причин.

ски обоснованный и вместе с тем достаточно простой метод определения остаточной жесткости фильтрата Na-катионировании воды и остаточного содержания ионов кальция в фильтрате при Mg—Na-'катионировании [30, 33]. Сущность метода заключается в следующем: через слой катионита, истощенного ..по ионам кальция и магния, пропускается раствор поваренной соли, содержащий также соли жесткости. При этом происходит вытеснение ионов кальция и магния из катионита ионами натрия. По истечении некоторого времени устанавливается равновесие между ионами кальция, магния и натрия, находящимися в катио-ните и выходящем регенерационном растворе, и процесс замещения ионов кальция и магния ионами натрия прекращается.

При этом на основе закона действующих масс концентрации ионов кальция, магния и натрия в отрегенерированном слое катионита будут определяться концентрациями этих ионов в регенерационном растворе. Если пропускать через такой катионит умягчаемую воду, то при выходе из защитного слоя катионита содержание ионов кальция и магния в обрабатываемой воде будет снижаться до определенного равновесного значения, однозначно связанного с концентрациями этих ионов в ионите при регенерации катионита. Это позволяет установить зависимость между концентрациями ионов кальция, магния, натрия в регенерационном растворе и фильтрате и, следовательно, определять жесткость фильтрата при известном содержании ионов кальция, натрия и магния в регенерационном растворе. Следует отметить, что в реальных условиях в катионитный фильтр подается значительно меньшее количество раствора, чем это требуется для установления равновесия по всей высоте слоя катионита. Однако при регенерации во входных слоях катионита устанавливается полное равновесие между ионами, находящимися в исходном растворе и в катионите. Высота этого слоя обычно превышает высоту защитного слоя при умягчении воды. Поэтому при про-тивоточном способе ионирования предложенный способ может быть успешно применен для определения остаточной жесткости фильтрата.

Следует отметить, что при умягчении солоноватых и морских вод обязательным условием является применение именно проти-воточного катионирования. Предложенный метод определения остаточной жесткости фильтрата может быть применен также и при прямоточном методе ионирования. Однако концентрации ионов натрия и жесткости в регенерационном растворе при этом должны определяться в конце цикла регенерации.

Выведем выражение для определения остаточной жесткости фильтрата при Na-катионировании. Для этого запишем уравнение Никольского для случаев регенерации и умягчения соответственно:

Таким образом, для определения остаточной жесткости фильтрата при Na-катионировании воды данного состава достаточно знать концентрации ионов кальция, магния и натрия в регене-рационном растворе.

При Na-катионировании морской воды с развитой регенерацией на противоточных фильтрах с использованием только продувочной воды испарителей полученная умягченная вода содержит только ионы магния (см. § 2.5 и 2.8). В этом случае выражение для определения остаточной жесткости фильтрата принимает вид

По формуле (2.22) определялась жесткость умягченной воды и строились кривые для исходного состава воды Каспийского моря (/), Черного моря (2), океанской (3) и пресной воды (р. Кура) 4 в зависимости от жесткости регенерационного раствора (рис. 2.2,а), а также жесткости фильтрата в зависимости от солесодержания умягчаемой воды (рис. 2.2,6) при жесткости регенерационного раствора 20 и 50 мг-экв/л. При расчетах принималось, что регенерация катионита КУ-2-8 осуществляется 10%-ным раствором поваренной соли до равновесного состояния. По формуле (2.24) определялась остаточная магниевая жесткость фильтрата в зависимости от содержания ионов магния в реге-нерационном растворе и от кратности упаривания (рис. 2.3 кривые 2, 4). Значения fca//2Na и /Mg//2Na при проведении расчетов брались из табл. 2.2, составленной на основании данных [34, 35] (при ^=25 °С).