曝氣生物流化床三相流的Fluent模擬.pdf

1、曝氣生物流化床污水處理效率很高,所以被廣泛用于各種污水處理中,對(duì)其各方面的研究成為了研究的熱點(diǎn)。雖然影響曝氣生物流化床污水處理效果的因素很多,但其內(nèi)部相間作用力直接影響曝氣生物流化床污水處理效果,所以水氣條件和粒子碰撞是影響其運(yùn)行的關(guān)鍵因素。目前對(duì)曝氣生物流化床內(nèi)各相間相互作用的了解主要建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)研究曝氣生物流化床的空間布置對(duì)其多相流動(dòng)的影響依然困難。由于實(shí)驗(yàn)研究難以取得好效果,所以數(shù)值方法成為了曝氣生物流化床多相流研究的重

2、要手段。
　　本論文借助最先進(jìn)的計(jì)算流體力學(xué)軟件――Fluent來模擬研究流化床裝置的三相流。曝氣生物流化床顆粒理論主要針對(duì)單個(gè)顆粒,而Fluent軟件能較好的描述顆粒群體,所以選擇 Fluent軟件模擬曝氣生物流化床顆粒群的流動(dòng)。曝氣生物流化床顆粒遷移是一種強(qiáng)制擴(kuò)散,所以顆粒比重與水氣之間的相互作用力決定了其內(nèi)部物質(zhì)擴(kuò)散的形態(tài)。模擬結(jié)果表明,顆粒比重越接近1,顆粒擴(kuò)散的效率就越高。對(duì)結(jié)果要求不高的情況下,復(fù)雜的三相模擬可以簡化成

3、兩相模擬,這樣可以提高模擬速度盡快得到模擬結(jié)果。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,確定曝氣生物流化床三相流的Fluent模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。曝氣生物流化床三相流的Fluent模擬結(jié)果表明,在顆粒密度為1.64g/L時(shí),達(dá)到顆粒初始懸浮所需曝氣量為2000～3000L/h。通過模擬找出了原建模模型存在的顆粒堆積區(qū),然后對(duì)原建模模型進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行模擬,結(jié)果表明傾角狀的底部可以消除顆粒的堆積阻塞,而且曝氣生物流化床的內(nèi)筒有匯集顆