Химия воды. Водоподготовка. Шиян Л.Н. - 67 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

десятков МПа, однако наличие в реальной воде различных нерастворимых при-
месей и газов в виде пузырьков сильно понижают ее кавитационную прочность.
Величина давлении р
м
, соответствующая порогу возникновения кавитации в воде
зависит от величины радиуса зародыша кавитации R
0
. При размерах зародышей от
10
-4
до 10
-3
см порог возникновения кавитации составляет
р
м
~0,1 МПа. Увеличение R
0
до 10
-2
см снижает р
м
до 0,03 МПа. Уменьшение R
0
быстро повышает порог возникновения кавитации. Так, для
R
0
= 10
-5
см -р
м
~ 1 МПа, для R
0
= 10
-6
см - р
м
~ 10 МПа, для
R
0
= 10
-7
см - р
м
~ 50 МПа. Таким образом, для того, чтобы вызвать мощную кавита-
цию необходимо каким-то образом в объеме жидкости генерировать зародыши до
возбуждения в жидкости растягивающих напряжений, причем, размеры этих заро-
дышей не должны быть очень маленькими.
В отстоявшейся воде отсутствуют пузырьки с R
0
>10
-3
см и поэтому её кави-
тационная прочность достаточно высокая, свежая водопроводная вода имеет суще-
ственно более низкую кавитационную прочность, поскольку в ней присутствует
значительное количество зародышей кавитации с радиусом R
0
> 10
-3
см.
Еще одним очень интересным процессом образования кавитационных
микропузырьков является импульсный высоковольтный разряд между двумя
электродами в воде. Одновременное воздействие факторов высоковольтного
разряда и мельчайших кумулятивных струй жидкости при схлопывания кавита-
ционных микропузырьков является перспективным направлением разработки
новых, безреагентных технологий очистки воды.
Кавитация в обычных случаях является нежелательным явлением и ее не
следует допускать в трубопроводах и других гидравлических системах. При
возникновении кавитации значительно возрастает сопротивление трубопрово-
дов и, следовательно, уменьшается их пропускная способность. Однако, кави-
тация может быть использована как рабочий инструмент для организации раз-
личных технологических процессов, например для: очистки и обработки по-
верхностей, перемешивания многофазных потоков (жидкость – жидкость, газ –
жидкость, твердые частицы – жидкость и т.д.), активации химических реакций
и, конечно же, в технологиях очистки и обеззараживания воды.
Кавитацию можно отнести к безреагентным методам обработки воды.
Перспективным представляется использование кавитации для обеззараживания
воды. На эффективность кавитации не влияет ни мутность, ни солевой состав
воды, ни цветность. При кавитационном воздействии разрушаются коллоиды и
частицы, внутри которых могут содержаться бактерии. Тем самым болезне-
творные организмы лишаются защиты перед другими химическими и физиче-
скими воздействиями. Бактерицидное действие кавитации прямо пропорцио-
нально ее интенсивности, скорости потока и числу ступеней возбудителей ка-
витации. При сравнении экономических затрат различных методов обеззаражи-
вания условной единицы объема питьевой воды кавитация оказывается самым
дешевым способом. Затраты на кавитационную стирилизацию равны - 162,
УФ-обработку - 261, хлорирование - 482, озонирование - 1600 условных еди-
ниц.
67

Страницы