機(jī)械微弱擾動(dòng)水體動(dòng)力學(xué)研究及裝置開發(fā).pdf

1、湖泊、水庫(kù)以及流動(dòng)不好的河流等水體可以通過(guò)提高溶解氧來(lái)改善其富營(yíng)養(yǎng)狀況，機(jī)械微弱擾動(dòng)增氧是其中一種有效的方法，但其溶解氧動(dòng)力學(xué)研究不夠深入，工程化裝置也少有開發(fā)。
　　 本文選取3種結(jié)構(gòu)相似，但傾角、盤面比和R處弦長(zhǎng)等結(jié)構(gòu)參數(shù)不同的機(jī)械擾動(dòng)槳葉，安裝在3個(gè)容積、初始狀態(tài)相同的試驗(yàn)水池，用1個(gè)空白池作參照，在相同的工況下，研究水質(zhì)指標(biāo)和動(dòng)力學(xué)情況:
　　 (1)分析水體富營(yíng)養(yǎng)化成因和改善方法，確定試驗(yàn)方法，以水溫、溶氧量、

2、酸堿度、化學(xué)需氧量等水質(zhì)指標(biāo)，評(píng)價(jià)不同機(jī)械微弱擾動(dòng)對(duì)水質(zhì)的影響。
　　 (2)應(yīng)用FLUENT軟件，采用多重參考系法(MRF)對(duì)機(jī)械擾動(dòng)作用下的水池流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并用流速儀進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)比、分析水體運(yùn)動(dòng)同水質(zhì)指標(biāo)的關(guān)系。
　　 (3)對(duì)影響擾動(dòng)槳性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行正交試驗(yàn)，并對(duì)影響顯著的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，開發(fā)出一種以太陽(yáng)能為動(dòng)力的機(jī)械擾動(dòng)裝置。
　　 通過(guò)以上研究，得到:
　　 (1)藻類生長(zhǎng)旺盛期（

3、2012年7月至9月），對(duì)溶氧影響較大，經(jīng)過(guò)47天后，試驗(yàn)水池溶解氧達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，三個(gè)擾動(dòng)池穩(wěn)定后的表層溶解氧平均值分別為6.4mg/L、7.1mg/L、9.6mg/L，底層溶解氧平均值分別為6.2mg/L、6.9mg/L、9.5mg/L;空白水池的表層和底層溶解氧值為5.6mg/L和5.3mg/L。
　　 藻類衰亡期，對(duì)溶氧影響較小時(shí)段（2012年12月至2013年1月），三個(gè)擾動(dòng)池和空白池的表層溶解氧平均值分別為6.0mg/

4、L、6.7mg/L、7.6mg/L、3.7mg/L，底層溶解氧平均值分別為5.9mg/L、6.6mg/L、7.5mg/L、3.6mg/L，傾角、盤面比和R處弦長(zhǎng)較大的擾動(dòng)槳對(duì)溶氧影響最大，水質(zhì)改善效果最好。
　　 (2)空白對(duì)比池的化學(xué)需氧量最大，水質(zhì)最差。而在三個(gè)擾動(dòng)池中，3號(hào)擾動(dòng)池的化學(xué)需氧量最小，1號(hào)擾動(dòng)池的化學(xué)需氧量最大，說(shuō)明傾角、盤面比和R處弦長(zhǎng)均大的擾動(dòng)槳對(duì)水池水質(zhì)的改善效果最好。
　　 (3)擾動(dòng)槳產(chǎn)生軸向