基于CFD的水產(chǎn)養(yǎng)殖水體固液旋流分離裝置流場模擬與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷提升，水產(chǎn)養(yǎng)殖面臨水質(zhì)資源破壞、病害逐年增多、沿海工業(yè)用地擠壓和國家倡導節(jié)能減排等壓力，亟需構(gòu)建經(jīng)濟、有效的養(yǎng)殖水處理設(shè)施。其中旋流器因其處理能力大，購置、運行成本低廉等優(yōu)點，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中具有良好應用前景。但由于養(yǎng)殖水中懸浮顆粒物密度與水密度相近，粒徑分布范圍很大，使得養(yǎng)殖水中懸浮顆粒物的旋流去除存在一定的難度，去除效率不高。
　　本文以甲魚養(yǎng)殖水體為對象，設(shè)計了水產(chǎn)養(yǎng)殖水體固液旋流分離裝置的主要結(jié)構(gòu)和尺寸，建立

2、了旋流分離裝置流場的CFD模型，研究了參數(shù)變化對旋流分離裝置分離性能的影響。優(yōu)化旋流分離裝置參數(shù)，提高裝置分離性能;以數(shù)值模擬指導物理試驗，提高開發(fā)效率，節(jié)約試驗成本，為水產(chǎn)養(yǎng)殖中固液旋流分離裝置的設(shè)計和研究提供參考與科學依據(jù)。論文主要結(jié)果如下:
　　1.針對測定的養(yǎng)殖水固體懸浮顆粒物參數(shù)，根據(jù)工業(yè)上旋流分離裝置的研究，確定了水產(chǎn)養(yǎng)殖旋流分離裝置的主直徑、入口、底流口和溢流口尺寸、結(jié)構(gòu)等主要參數(shù)。
　　2.建立了旋流分離裝置

3、流場的CFD模型，利用RSM模型模擬旋流分離裝置內(nèi)湍流作用，Mixture模型描述裝置內(nèi)多相流運動。將模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比，模擬結(jié)果與試驗結(jié)果具有較好的一致性，證明了建立的CFD模型的可靠性良好。
　　3.柱段高度和錐段錐角兩個基本結(jié)構(gòu)參數(shù)變化會影響旋流分離裝置的流場分布、壓力降、分流比和分離結(jié)果。錐角的變化對于底流水體的影響較大，對于溢流水體的影響較小。錐段錐角取大錐角(90°～120°)時，旋流分離裝置對固體顆粒的分離

4、效果較好。柱高的變化對底流水體，溢流水體都有較大的影響。柱段高度取2D時（D為旋流分離裝置主直徑），旋流裝置對固體顆粒的分離性能較優(yōu)。錐段錐角取90°，柱段高度取2D時，旋流分離裝置分離效率為27.18％。
　　4.入口流量和入口濃度兩個基本工作參數(shù)對旋流分離裝置的分離性能存在影響。定量地分析了參數(shù)改動對于流場分布、壓力降、分流比和分離結(jié)果影響情況。入口流量、入口濃度的變化對底流水體，溢流水體都有較大的影響。在保證生產(chǎn)效率的情況下