新型翼片斜板取水頭內部流場的數值模擬及分離性能研究.pdf

1、在構建低碳經濟、倡導可持續(xù)發(fā)展的當今社會，水源熱泵技術作為一種可靠的具有高效節(jié)能、減碳效果的可再生能源應用技術近年來在我國得到了迅速的發(fā)展。充足的水源和良好的水質條件是應用水源熱泵技術的基礎條件，本文以重慶主城區(qū)應用地表水源熱泵技術為背景，從計算流體力學角度研究了專門針對嘉陵江、長江水質中含沙量過高而設計的新型翼片斜板取水頭的內部流場及其對沙粒的分離性能，并探討了不同入口水流速度、不同密度差、不同結構參數條件下翼片斜板取水頭對固體顆粒的

2、去除效果的優(yōu)劣。
　　 本研究通過對固液兩相流理論的研究與計算流體力學基本控制方程的分析，確立了采用湍流雷諾模型以及離散相模型對翼片斜板取水頭中固液兩相流進行數值模擬的計算方案，并以設計的中試裝置的結構參數為基礎對翼片斜板取水頭的分離性能以及內部流場進行了數值模擬。通過計算單一粒徑顆粒在翼片斜板取水頭內的分離效率，得到了該新型翼片斜板取水頭的分離效率圖，結果表明該翼片斜板取水頭對10微米級以上粒徑的顆粒去除率可達40％以上；通過

3、計算得到的流場結果顯示，有壓流條件下的翼片斜板取水頭內部流場呈明顯的平行流動和環(huán)形流動兩個區(qū)域，并且環(huán)形流動的翼片格子區(qū)域內的水流速度相比于平行流動的主流區(qū)要小很多，這一特殊的流場特性對于進入翼片格內的沙粒等固體顆粒物的去除非常有利；通過對比不同入口水流速度、固液兩相間不同密度差條件下該新型取水頭對固體顆粒的去除效率發(fā)現，水流速度和兩相密度差這兩大因素對取水頭的去除效率都有較大影響。論文從取水頭對固體顆粒的去除規(guī)律與試驗結果進行了對比驗

4、證，結果表明數值計算所得到的結果與試驗結果基本吻合，從而證明了我們所建立的計算模型和選擇數值計算方案的正確性。采用已被證實為正確的計算模型和數值計算方案就翼片斜板結構的主要結構參數（翼片格數N、翼片寬度B、斜板寬度h和斜板傾角θ）對固體顆粒的分離性能的影響作了研究，并就各參數對分離性能的影響作了定性分析，得出了使取水頭出水所含顆粒最少時的結構參數值。論文中研究有壓流條件下翼片斜板結構的取水頭的內部流場和固液兩相流中固體顆粒的分離效率所確