Рис. 2. Схемы высокочастотного акустического фильтра а и его электрического аналога б.
Рис. 1. Схема низкочастотного акустического фильтра а и его электрического аналога б.
Фильтр водопроводный
Фильтр водопрово'дный, сооружение в составе водопроводной очистной станции для удаления из воды взвешенных веществ пропусканием её через зернистые материалы (кварцевый песок, дроблёные антрацит, мрамор и т.п.). Ф. в. представляет собой открытый (самотёчный), обычно железобетонный, или закрытый (напорный) стальной резервуар, в котором на дренажной системе (дренаже ) и поддерживающем гравийном слое уложен слой фильтрующего материала. Движение воды через фильтрующий слой происходит под действием разности давлений на входе в фильтр и на выходе из него. Для обеспечения требуемой степени осветления воды и восстановления пропускной способности Ф. в. периодически осуществляется очистка фильтрующего материала промывкой или др. способами. Важнейшая характеристика работы Ф. в. – скорость фильтрования (количество воды в м 3 , пропускаемой через 1 м 2 площади фильтра в течение 1 ч ).
В зависимости от количества и качества поступающей (исходной) воды, требований к степени очистки и др. факторов применяются Ф. в. следующих основных типов: медленные, скорые (см. рис. ), сверхскоростные (со скоростью фильтрования соответственно 0,1–0,2; 5,5–12 и 25–100 м 3 /ч ); предварительные; крупнозернистые. Медленные фильтры применяют в основном для очистки маломутных вод, обычно без предварительной коагуляции загрязнений; скорые, как правило, – с предварительной коагуляцией и осветлением в отстойниках или осветлителях со взвешенным слоем. Разновидность скорого Ф. в. – двухпоточный фильтр АКХ (Академии коммунального хозяйства), в котором фильтруемая вода подаётся одновременно снизу и сверху, а осветлённая – отводится через дренажную систему, расположенную в толще фильтрующего слоя. Сверхскоростные, предварительные и крупнозернистые фильтры используют главным образом для частичного осветления воды.
Дальнейшее совершенствование Ф. в. связано с изысканием новых эффективных фильтрующих материалов, созданием рациональных дренажных и распределительных систем, оптимизацией технологических режимов водоочистки и ее автоматизацией.
Лит.: Минц Д. М., Теоретические основы технологии очистки воды, М., 1964; Клячко В. А., Апельцин И. Э., Очистка природных вод, М., 1971; Абрамов Н. Н., Водоснабжение, 2 изд., М., 1974.
П. П. Пальгунов.
Скорый однослойный фильтр с центральным каналом (в разрезе и в плане): 1 — песок; 2 — гравий; 3 — дренажная система из дырчатых труб; 4 — сборные желоба для отвода промывной воды; 5 — подача осветляемой воды на фильтр; 6 — отвод профильтрованной воды; 7 — подача воды для промывки фильтра; 8 — отвод промывной воды; 9 — центральный канал. Работа фильтра: при фильтровании задвижки а, б открыты, в, г — закрыты; при промывке задвижки а,б закрыты, в, г — открыты.
Фильтр лабораторный
Фильтр лаборато'рный , устройство, применяемое в лабораторной практике для разделения суспензий на жидкую и твёрдую фазы либо для определения параметров фильтрования: скорости, сопротивления фильтровальной перегородки и слоя осадка, его сжимаемости и др. (в последнем случае Ф. л. моделирует работу промышленного фильтра ). Ф. л. представляет собой стеклянный сосуд (трубка, воронка) либо с впаянной близко к основанию фильтровальной перегородкой из пористого стекла, либо с перфорированным дном, покрытым сверху бумажной, тканевой, сетчатой и др. фильтровальными перегородками. При работе Ф. л. поддерживается либо постоянный перепад давления по обе стороны фильтровальной перегородки, либо определённый темп его наращивания.
Лит.: Алексеев В, Н., Количественный анализ, 4 изд., 1972. См. также лит. к ст. Фильтрование .
Фильтр обратный
Фильтр обра'тный, устройство в водоподпорном гидротехническом сооружении , состоящее из нескольких слоев сыпучих материалов (песка, гравия, щебня, гальки) с увеличивающейся (в направлении фильтрации ) крупностью зёрен каждого слоя. Ф. о. устраивают главным образом в земляных плотинах и др. сооружениях, возводимых на нескальных основаниях, для предотвращения выноса фильтрационным потоком мелких частиц грунта из тела сооружения и его основания.
Фильтр электрический
Фильтр электри'ческий, см. Электрический фильтр .
Фильтраторы
Фильтра'торы, водные животные, питающиеся мелкими планктонными организмами или взвешенными частицами (детрит), отцеживаемыми из воды. Активные Ф. (многие ракообразные, оболочники, беззубые киты и др.) сами создают ток воды через наружные или находящиеся внутри тела фильтрационные приспособления при помощи движения ресничек, конечностей, сокращения мускулатуры и т.п. Пассивные Ф. используют течения. Например, у морских лилий их расправленные лучи с многочисленными перистыми выростами образуют сложную фильтрующую сеть, неподвижно ориентированную навстречу течению. Фильтрация часто сочетается с улавливанием оседающих частиц (седиментаторы). К Ф. относятся многие представители морской и пресноводной фаун. Некоторые Ф. (например, мидии) играют большую роль в очищении морской воды от мути в прибрежных районах.
Фильтрация
Фильтра'ция, движение жидкости (воды, нефти) или газа (воздуха, природного газа) сквозь пористую среду в естественных пластах грунта под поверхностью земли. Ф. также является просачивание воды сквозь грунты и даже бетон (например, через тела земляных и бетонных плотин). Для аналогичных процессов, проводимых в промышленных и лабораторных условиях, часто также применяется термин «Ф.» наряду с термином фильтрование .
Расход фильтрующейся жидкости или газа (фильтрационный расход) обычно определяется зависимостью: Q = kShw /L, а скорость Ф. – т. н. законом Дарси: W = kI, где k – эмпирический коэффициент Ф., S – полная площадь поперечного сечения фильтрационного потока (не только сечения пор, но и твёрдых частиц), hw – напор, теряемый по длине L пути Ф., hw /L = I – напорный градиент или гидравлический уклон, показывающий величину падения напора на единицу длины пути Ф. Скорость Ф. меньше действительной скорости жидкости или газа в порах, т.к. движение происходит только через ту часть площади сечения S, которая занята порами. Закон Дарси справедлив при ламинарном течении в порах фильтрующей среды, что большей частью и имеет место в действительности (песчаные, глинистые и т.п. грунты, бетон). При Ф. в крупнозернистых материалах, например в каменной наброске, где имеет место турбулентное течение , скорость Ф. определяется др. зависимостями, например: W = k'l m , где k' и m – фильтрационные характеристики грунта, причём первая аналогична коэффициенту Ф., а вторая меняется от 1 до 1 /2 .
Лит.: Аравин В. И., Нумеров С. Н., Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде, М., 1953; Полубаринова-Кочина П. Я., Теория движения грунтовых вод, М., 1952; Щелкачев В. Н., Лапук Б. Б., Подземная гидравлика, М. – Л., 1949; Богомолов Г. В., Гидрогеология с основами инженерной геологии, 2 изд., М., 1966.
Фильтровальная ткань
Фильтрова'льная ткань, см. в ст. Ткань техническая .
Фильтровальные перегородки
Фильтрова'льные перегоро'дки, материалы (естественные или искусственные) или изделия, имеющие пористую структуру (проницаемую для жидкости и газа) и применяемые для фильтрования . Ф. п., применяемые в промышленности и лабораторной практике, должны обладать следующими свойствами: 1) соответствующей пористостью (размеры пор должны быть такими, чтобы частицы осадка задерживались на перегородке), 2) химической стойкостью к действию фильтруемой среды, 3) достаточной механической прочностью, 4) теплостойкостью при температуре фильтрования. Различают гибкие и негибкие Ф. п. К гибким Ф. п. относятся металлические перегородки в виде перфорированных листов и сеток из стали, меди, алюминия, никеля, серебра и др. материалов. Такие Ф. п. особенно удобны при работе с химически агрессивными жидкостями, в условиях повышенных температур и больших механических напряжений. К гибким Ф. п. относятся также неметаллические перегородки в виде тканей (см. Ткань техническая ), слоев несвязанных волокон (нетканые). Неметаллические Ф. п. бывают асбестовые, стеклянные, хлопчатобумажные, шерстяные, поливинил-хлоридные, лавсановые и т.п. Негибкие Ф. п. могут быть жёсткие (в виде дисков, плит, патронов и листов), которые изготовляются прессованием в формах с последующим спеканием из керамических, металлических, стеклянных и синтетических порошков, и нежёсткие, состоящие из соприкасающихся (но не связанных жестко) частиц каменного, древесного и животного углей, кокса, диатомита, песка, глины и т.п. материалов.
