基于Fluent渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)流態(tài)模擬及參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、本課題研究的是華東交通大學(xué)研制的新型高效的渦旋澄清池。本次研究利用CFD中的fluent軟件和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,驗(yàn)證并分析了渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)中的相關(guān)流動(dòng)參數(shù),提出了影響絮凝效果的因素及規(guī)律。
　　本文研究的主要內(nèi)容有:
　　(1)通過(guò)對(duì)實(shí)際試驗(yàn)裝置的分析勘測(cè)和相關(guān)文獻(xiàn)的參考。針對(duì)本試驗(yàn),確定適合的湍流模型和相關(guān)計(jì)算參數(shù),建立數(shù)值計(jì)算模型并且對(duì)數(shù)值模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化。計(jì)算某工況下的流場(chǎng)結(jié)果,并與該工況下的試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證模型正

2、確性。
　　(2)對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化,計(jì)算不同流量、不同開(kāi)孔率的渦流反應(yīng)器等條件下,第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室內(nèi)的流場(chǎng)狀態(tài),分析其渦旋大小、絮體形成及碰撞情況,優(yōu)化進(jìn)水參數(shù)。
　　(3)對(duì)渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)加設(shè)渦流反應(yīng)器和未加設(shè)渦流反應(yīng)器進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。檢測(cè)試驗(yàn)出水濁度,絮體粒徑,Zeta電位等指標(biāo)參數(shù),尋找出水濁度和檢測(cè)項(xiàng)目的關(guān)系并且與模擬計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較分析。
　　(4)對(duì)渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)加設(shè)渦流反應(yīng)器后不同進(jìn)水流量進(jìn)

3、行了對(duì)比試驗(yàn)。計(jì)算出三種不同流量的G值和GT值均在傳統(tǒng)混凝控制指標(biāo)范圍之內(nèi)。檢測(cè)試驗(yàn)出水濁度,絮體粒徑,Zeta電位等指標(biāo)參數(shù),尋找出水濁度和檢測(cè)項(xiàng)目的關(guān)系并且與模擬計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較分析。
　　通過(guò)對(duì)渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)的模擬結(jié)果展示的圖形曲線,借助模擬變量—湍動(dòng)能k、湍動(dòng)能耗散率ε、速度分布來(lái)分析研究渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)的流態(tài)。
　　主要研究成果如下:
　　(1)根據(jù)對(duì)試驗(yàn)裝置的分析和相關(guān)資料文獻(xiàn)的參考,確定采用標(biāo)準(zhǔn)的k-

4、ε湍流模型,并且同時(shí)模擬和試驗(yàn)了未加設(shè)渦流反應(yīng)器的渦旋澄清池,兩者相互對(duì)比驗(yàn)證,確定選取的模型的正確。
　　(2)模擬渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)內(nèi)錐形區(qū)域角度的計(jì)算結(jié)果,錐形區(qū)域與水平的夾角α=55°的時(shí)候,圖像顯示紊動(dòng)能和流速變化比較均勻有規(guī)律,流動(dòng)死水區(qū)域減小,混凝效果較好,較容易形成又大又密實(shí)的礬花,不易造成混凝劑和空間的浪費(fèi)。
　　(3)對(duì)渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)加設(shè)渦流反應(yīng)器和未加設(shè)渦流反應(yīng)器的研究。根據(jù)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的相互比較

5、分析得出,在加入渦流反應(yīng)器后,渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)內(nèi)形成了很多微渦流,湍動(dòng)能k及湍動(dòng)能耗散率ε都相對(duì)較高,試驗(yàn)中,投藥量在一定范圍內(nèi),投加渦流反應(yīng)器的池子相比未加入渦流反應(yīng)器的池子Zeta電位和絮體粒徑都上升較高,增加了顆粒之間的有效碰撞,使加設(shè)渦流反應(yīng)器的渦旋澄清池的運(yùn)行效果較好。
　　(4)對(duì)渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)加設(shè)渦流反應(yīng)器后不同進(jìn)水流量的研究。根據(jù)從數(shù)值模擬結(jié)果展示的圖形曲線和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的相互比較分析得出,三種進(jìn)水流量6m3/h、8