微渦旋網(wǎng)格絮凝池特性參數(shù)的數(shù)值模擬與過程優(yōu)化.pdf

1、凈水廠的工藝過程一般包括混合、絮凝、沉淀、過濾和消毒。絮凝是整個過程的關鍵階段，它直接決定了水廠出水效果。微渦旋網(wǎng)格絮凝池是應用最為廣泛的絮凝池形式之一，因此，對網(wǎng)格絮凝池設計特性參數(shù)進行數(shù)值模擬與過程優(yōu)化顯得尤為重要。本文在絮凝動力學基礎上，利用計算流體力學軟件（Fluent）對網(wǎng)格絮凝池進行模擬計算，確定最優(yōu)設計參數(shù)，用以優(yōu)化工程設計。
　　本文以微渦旋網(wǎng)格絮凝池各設計參數(shù)為變量，利用Fluent軟件進行數(shù)值模擬，采用標準k-

2、ε模型及Realizable k-ε模型作為數(shù)值模擬方法，將湍動能k、湍動能耗散率ε、速度梯度G'及渦旋尺寸λ作為絮凝效果評價指標，通過分析流體運動狀態(tài)探討最佳設計參數(shù)。研究結果表明：（1）在絮凝池內(nèi)安放網(wǎng)格會大幅度提高能量利用率，改善水流的湍動狀態(tài)，增加微渦旋數(shù)量，且網(wǎng)格應懸空置于絮凝池豎井中；（2）在微渦旋網(wǎng)格絮凝池單層柵條二維數(shù)值模擬中，對柵條寬度5 mm-80 mm，柵條間距20 mm-120 mm，入口流速0.06 m/s-0

3、.3 m/s進行單因素模擬，當柵條寬度80 mm，柵條間距20 mm，入口流速0.3 m/s時，其產(chǎn)生的湍動能及湍動能耗散率最大，但當其產(chǎn)生的水流剪切力過大時，會導致已經(jīng)產(chǎn)生的絮體被破壞，因此應將其控制在一定范圍內(nèi)，保證良好的絮凝效果；（3）合理的網(wǎng)格板間距對于提高輸入能量的利用率有良好的促進作用；（4）在網(wǎng)格絮凝池三維模擬中，提出了四組具有較好絮凝效果的設計參數(shù)：柵條寬度50 mm，柵條間距120 mm，入口流速0.3 m/s，網(wǎng)格板