แบบจำลองถังตกตะกอน (อุปกรณ์ฝึกอบรมและสื่อการสอนด้านวิศวกรรมของไหล)

SR-W7 แบบจำลองถังตกตะกอน (อุปกรณ์ฝึกอบรมและสื่อการสอนด้านวิศวกรรมของไหล)
1. ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
ถังตกตะกอนทำจากอะคริลิกแข็งที่มีความจุ 80 ลิตร สามารถรับน้ำประปาหรือของผสมของแข็งและของเหลว (slurry) เข้าสู่ระบบได้ โดยของผสมจะถูกสูบจากถังพัก (sump tank) ขนาด 120 ลิตรด้วยปั๊มแบบหอยโข่ง (centrifugal pump) และมีอุปกรณ์กระจายของเหลว (sparging device) ติดตั้งอยู่ในถังพักเพื่อช่วยรักษาให้ของผสมอยู่ในสภาพแขวนลอย
ระบบจ่ายของเหลวทั้งสองทางติดตั้งเครื่องวัดอัตราการไหล (flow meter) โดยเครื่องวัดสำหรับน้ำประปามีช่วงการวัด 0.5 - 5.0 ลิตร/นาที และเครื่องวัดสำหรับของผสมมีช่วงการวัด 0 - 2 ลิตร/นาที
มีระบบฉีดสี (dye injection system) ติดตั้งมาพร้อมกับชุดอุปกรณ์ เพื่อรองรับการศึกษาโดยใช้สารติดตามทางชลศาสตร์ (hydraulic tracer) และการสังเกตลักษณะการไหล (flow visualisation)
การวัดลักษณะรูปแบบการไหลโดยใช้สารติดตามที่เป็นสี และการเปรียบเทียบผลที่ได้กับแบบจำลองการไหลในอุดมคติ
การศึกษาผลกระทบของตัวแปรต่างๆ เช่น อัตราการไหลและตำแหน่งของแผ่นกั้น (baffle) ที่มีต่อรูปแบบการไหล
การวัดประสิทธิภาพในการกำจัดตะกอน
2. ข้อมูลทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์
ขนาดของอุปกรณ์: ยาว 2000 มม. x กว้าง 800 มม. x สูง 1530 มม.
แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์: แรงดันไฟฟ้า AC220V, กระแสไฟฟ้า 2A, ความถี่ 50Hz
มอเตอร์สำหรับกวนผสม: แรงดันไฟฟ้า DC24V, ความเร็วรอบ 200 รอบ/นาที
ปั๊มแบบไดอะแฟรม (Diaphragm pump): แรงดันไฟฟ้า DC24V, กระแสไฟฟ้าสูงสุด 2.0A, อัตราการไหล 2.7 ลิตร/นาที, แรงดันสูงสุด 8 กก.
ปั๊มเสริมแรงดัน (Booster pump): อัตราการไหลสูงสุด 18 ลิตร/นาที, ระยะส่งน้ำสูงสุด 20 เมตร, อัตราการไหลที่พิกัด 12 ลิตร/นาที, ระยะส่งน้ำที่พิกัด 12 เมตร
กำลังไฟฟ้าขาเข้า 150W, แรงดันไฟฟ้าพิกัด 220V, ความเร็วรอบพิกัด 2800 รอบ/นาที, ความถี่ 50Hz
ระดับฉนวนไฟฟ้า Class E, ค่าความจุไฟฟ้า 4.5μF
เครื่องวัดอัตราการไหล A: 0-1000 ลิตร/ชั่วโมง, เครื่องวัดอัตราการไหล B: 0-250 ลิตร/ชั่วโมง

3. ภาพรวมของอุปกรณ์
ในถังตกตะกอน (sedimentation tank) จะมีการแยกของแข็งออกจากของเหลวโดยอาศัยแรงโน้มถ่วง ซึ่งจำเป็นต้องอาศัยเงื่อนไขที่ว่าอนุภาคของแข็งต้องมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลว
มีการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการแยกสารในถังตกตะกอน โดยเริ่มจากการเตรียมของผสมแขวนลอย (suspension) ซึ่งประกอบด้วยน้ำและแคลเซียมคาร์บอเนตที่ตกตะกอนไว้ในถังพัก จากนั้นปั๊มจะส่งของผสมนี้ไปยังถังตกตะกอน ซึ่งจะมีการป้อนน้ำสะอาดเข้ามาผสมด้วย ของผสมที่รวมกันแล้วจะไหลผ่านช่องทางเข้าสู่ถัง โดยอนุภาคของแข็งจะจมลงสู่ก้นถังด้วยกระบวนการตกตะกอน และน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วจะไหลออกจากถังตกตะกอนทางช่องทางออก
อัตราการไหลของของผสมแขวนลอยและน้ำสะอาดจะถูกควบคุมด้วยวาล์วและแสดงค่าผ่านมิเตอร์วัดอัตราการไหล (flow meter) ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดอัตราส่วนผสมและปรับความเข้มข้นของของแข็งในของผสมได้ เพื่อให้ของผสมมีความสม่ำเสมอและป้องกันการตกตะกอนก่อนเวลาอันควร จึงมีการหมุนเวียนของผสมบางส่วนกลับไปยังถังพักผ่านระบบบายพาส (bypass) นอกจากนี้ ถังตกตะกอนยังทำจากวัสดุโปร่งใสเพื่อให้สามารถสังเกตลักษณะการไหลของน้ำและกระบวนการตกตะกอนได้ชัดเจน
สามารถติดตั้งแผ่นกั้น (baffle) ไว้ในถังตกตะกอนเพื่อขวางกั้นทิศทางการไหล โดยสามารถปรับตำแหน่งทั้งในแนวนอนและแนวตั้งได้ ซึ่งปัจจัยนี้จะส่งผลต่อลักษณะการไหลและประสิทธิภาพของกระบวนการแยกสาร
4. เนื้อหาการทดลอง
หลักการพื้นฐานของการตกตะกอน
อนุภาคของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในถังตกตะกอน
ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของกระบวนการแยกสาร
ความเข้มข้นของของแข็งในของผสมแขวนลอย
อัตราการไหล
ตำแหน่งของแผ่นกั้น (baffle)