Un filtro a sabbia rapido impiega in genere tre o più strati contenenti diverse tipologie di materiali filtranti , che aiuta a filtrare molteplici tipi di contaminanti . Questo tipo di filtro è " rapido " perché l'acqua può fluire attraverso di esso fino a 40 volte più veloce attraverso un filtro a sabbia lenta . I grandi risultati di velocità in una maggiore perdita di carico , nonché - misure di perdita di testa la diminuzione della pressione come l'acqua scorre attraverso un sistema . Si deve prendere in considerazione la perdita di testa durante la progettazione del letto filtrante di un filtro a sabbia rapido . Istruzioni
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Moltiplica volte la velocità del acqua la densità dell'acqua e dividere il risultato per la viscosità dell'acqua . Per la sala d'acqua di temperatura - circa 20 gradi Celsius o 70 gradi Fahrenheit - utilizzare 998,2 kg /m ^ 3 per la densità e 0.001 Ns /m ^ 2 per la viscosità . Guardate la densità e la viscosità in grafici di densità e viscosità per altre temperature . Con una velocità di 0.005 m /s alla temperatura ambiente , il calcolo è ( 0,005 m /s ) * ( 998,2 kg /m ^ 3 ) /(0.001 Ns /m ^ 2 ) = 4.991 /m .
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Moltiplicare i tempi di fattore di forma delle particelle del diametro di grano in metri per ogni strato del filtro a sabbia rapido . Utilizzare 1 per il fattore di forma delle particelle di sabbia sferica , 0,73 per la sabbia angolare o carbone schiacciato , 0.89 per la sabbia indossato , 0,65 per la polvere di vetro e 0,28 per scaglie di mica . Se il filtro ha uno strato di carbone schiacciato con un diametro delle particelle di 0.0005m , uno strato di sabbia indossato con un diametro delle particelle di 0,0008 m e strato di sabbia sferica con un diametro delle particelle di 0,005 m , per esempio, i rispettivi risultati sono 0,73 * ( 0.0005m ) = 0.000365m , 0,89 * ( 0.0008m ) = 0.000712m , e 1 * ( 0.005m ) = 0,005 m .
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Moltiplicare la forma delle particelle e il diametro del grano valori per ogni strato del filtro per il risultato del passaggio 1 per trovare i numeri di Reynolds per ogni strato . Ad esempio , il numero di Reynolds per lo strato di carbone schiacciato sarebbe ( 4.991 /m ) * ( 0.000365m ) = 1.82 . I numeri di Reynolds per gli strati di sabbia usurate e sferiche sarebbero 3.55 e 24.96 rispettivamente .
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Sottrai la porosità di ogni strato filtrante da uno , dividere per il numero di Reynolds per quel livello , moltiplicare per 150 e aggiungere 1.75 per ottenere il coefficiente di attrito per ogni strato . Se il carbone schiacciato aveva una porosità di 0,45 , per esempio, il coefficiente di attrito per quel livello sarebbe [ 150 * ( 1-0,45 ) ] /1,82 + 1,75 = 47,1 . Se le porosità degli strati di sabbia usurate e sferiche erano 0,55 e 0,65 , i rispettivi fattori di attrito sarebbero 20.77 e 3.85 .
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Cube la porosità per ogni strato del filtro , quindi moltiplicare il risultato per particella fattore di forma e il diametro del grano per quel livello . Per lo strato di carbone schiacciato , il risultato sarebbe [ ( 0,45 ) ^ 3 ] * 0,73 * 0.0005m = 0.00003m . I risultati per gli strati di sabbia usurate e sferiche sarebbero 0.00012m e 0.00137m .
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Sottrai la porosità di ogni strato da uno e moltiplicare il risultato per il fattore di attrito e la profondità di quel livello , poi dividere per il risultato di Passaggio 5 Se lo strato di carbone schiacciato ha una profondità di 1,5 m , il calcolo sarebbe [ ( 1-0,45 ) * 47,1 * 1,5 m ] /0.00003m = 1.295.250 . Se gli strati di sabbia usurate e sferiche ciascuno aveva una profondità di 1 metro , i risultati sarebbero 77.887 e 984 , rispettivamente.
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Aggiungere insieme i risultati di Fase 6 Ad esempio , 1.295.250 + 77.887 + 984 . = 1.374.121
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piazza la velocità dell'acqua che scorre approfondito il filtro e dividere il risultato per l' accelerazione di gravità - 9,81 m /s ^ 2 . Per una velocità di 0.005m /s , [ ( 0,005 m /s ) ^ 2 ] = /9.81m/s^2 0.000003m .
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Moltiplicare il risultato di Fase 7 dal risultato di Passo 8 per trovare la perdita di carico totale del filtro a sabbia rapido . Ad esempio , 1.374.121 * 0.000003m equivale ad una perdita di carico di 4,1 milioni .