污水處理攪拌機(jī)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、污水處理是當(dāng)今環(huán)境保護(hù)部門和企業(yè)解決環(huán)境污染中廢水污染的一項(xiàng)重要措施，城市污水處理設(shè)施已成為現(xiàn)代化城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源保護(hù)不可或缺的組成部分。污水處理攪拌機(jī)作為主要的污水處理設(shè)備，它是一種新型、高效的污水處理攪拌機(jī)械，用途極廣，適用于工業(yè)和城市以及農(nóng)村污水處理場(chǎng)曝氣池和厭氧池污水的處理。葉輪是攪拌過程的主要換能器件，它將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體的動(dòng)能，葉輪的結(jié)構(gòu)形狀和運(yùn)轉(zhuǎn)情況是決定攪拌流場(chǎng)分布和能量轉(zhuǎn)化效率的重要因素。因此，非常有必要利用

2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法研究開發(fā)高效的污水處理攪拌機(jī)，并對(duì)污水處理攪拌池內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行研究。
　　 由于污水處理攪拌機(jī)葉片的設(shè)計(jì)理論較為缺乏，本文嘗試借鑒軸流泵與船用螺旋槳的轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)理論來設(shè)計(jì)污水處理攪拌機(jī)葉片。
　　 主要研究工作和成果包括：
　　 (1)簡(jiǎn)要總結(jié)了翼型葉輪的三種常用設(shè)計(jì)理論，并對(duì)他們的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上利用水力設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了一種污水處理攪拌機(jī)葉片。
　　 (2)利用CFD軟件FLUENT，采

3、用多重參考系法，進(jìn)行了污水處理攪拌池內(nèi)流體流場(chǎng)的數(shù)值模擬，分析了流場(chǎng)的宏觀規(guī)律、速度特性。得出結(jié)論：該污水處理攪拌機(jī)主要產(chǎn)生軸向流。
　　 (3)通過改變污水處理攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)或安裝參數(shù)，分組進(jìn)行CFD數(shù)值模擬，對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)：(a)污水處理攪拌機(jī)偏離窄邊，以15°安裝時(shí)，污水處理攪拌機(jī)服務(wù)面積最大，池內(nèi)流體最能達(dá)到攪拌要求；(b)理論分析得出污水處理攪拌機(jī)攪拌污水處理池時(shí)，其推力與功率的計(jì)算公式，同時(shí)得出推

4、力與流體密度成正比的結(jié)論。并利用FLUENT6.3數(shù)值模擬驗(yàn)證了這點(diǎn)；(c)通過分析和對(duì)比有/無導(dǎo)流殼污水處理攪拌機(jī)分別攪拌的污水處理池內(nèi)流體的流場(chǎng)分布，得出導(dǎo)流殼的作用主要是軸向?qū)Я髯饔?，且減少了池壁邊界對(duì)流體的影響。這些研究為污水處理攪拌機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)與工程指導(dǎo)。
　　 (4)對(duì)帶導(dǎo)流殼的污水處理攪拌機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)其推力與攪拌的污水處理池內(nèi)的流速測(cè)量分析，并繪制流場(chǎng)，同時(shí)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分