【摘要】：絮凝是水處理工藝中的重要環(huán)節(jié),絮凝效果的好壞受水力條件的影響,因此有必要從水力條件方面對機(jī)械攪拌澄清池進(jìn)行數(shù)值模擬研究。本課題以八種不同處理規(guī)模的機(jī)械攪拌澄清池為研究對象,基于CFD數(shù)值模擬方法對機(jī)械攪拌澄清池內(nèi)部流場進(jìn)行仿真模擬。以攪拌絮凝區(qū)域平均湍動能耗散率?、湍流動能k和渦旋速度梯度G_0為評價指標(biāo),研究機(jī)械攪拌澄清池導(dǎo)流室直徑、出水窗高度、出水窗位置、回流縫寬度、加設(shè)擾流板、攪拌槳尺寸與數(shù)目對絮凝區(qū)域絮凝水力條件的影響。模擬結(jié)果表明:1.導(dǎo)流室直徑會影響絮凝區(qū)域的絮凝效果,最優(yōu)導(dǎo)流室直徑對應(yīng)的清水區(qū)液面負(fù)荷為3.4~3.6 m~3/(m~2.h),縮小了室外給水設(shè)計規(guī)范(GB50013-2006)中機(jī)械攪拌澄清池清水區(qū)液面負(fù)荷2.9~3.6m~3/(m~2.h)的取值范圍。2.機(jī)械攪拌澄清池最優(yōu)出水口高度下的出水口流速為0.05~0.075m/s。3.當(dāng)?shù)诙跄页鏊谂c底板距離為1.4m時,絮凝效果最好。4.模擬得出的最優(yōu)回流縫寬度均大于按照設(shè)計流速計算得出的回流縫寬度。5.在槳板面積均增加25%的情況下,增加攪拌槳寬度主要影響第一絮凝室頂部徑向的湍動強(qiáng)度;增加攪拌槳數(shù)目能較大程度提高第一絮凝室攪拌槳周圍區(qū)域的湍動強(qiáng)度;增加攪拌槳長度,使攪拌槳對第一絮凝室軸向上的擾動范圍變大;裙板內(nèi)加設(shè)擾流板對第一絮凝室的影響相對較小。模擬得到的結(jié)論可供機(jī)械攪拌澄清池工程設(shè)計和運(yùn)行參考。
【圖文】：

高絮凝效果費時費力。因此，采用 CFD 數(shù)值模擬方法研究分析機(jī)械部流場的變化規(guī)律，優(yōu)化機(jī)械攪拌澄清池的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，提高給究的內(nèi)容和路線于 CFD 技術(shù)對機(jī)械攪拌澄清池進(jìn)行數(shù)值模擬，以《給水排水工程快1-給水工程》[30]中的八個規(guī)模機(jī)械攪拌澄清池為研究對象，從水力方結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對絮凝效果的影響，改善澄清池絮凝區(qū)域的水力條件容如下：1）確定所建模型的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，建立機(jī)械攪拌澄清池模型，，確定價指標(biāo)，對模擬出的澄清池內(nèi)部流場進(jìn)行分析。2）對不同導(dǎo)流室直徑、出水窗高度與位置、回流縫寬度、裙板加設(shè)擾尺寸及數(shù)目等條件下的澄清池內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬，依據(jù)絮凝評價同結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對絮凝效果的影響，得出機(jī)械攪拌澄清池的最優(yōu)結(jié)研究結(jié)果為澄清池的設(shè)計和運(yùn)行提供一定參考。模擬技術(shù)路線如下圖

了保證模擬精度并從整體上分析機(jī)械攪拌澄清池導(dǎo)流室直徑對絮凝水力條件的影響，模擬采用機(jī)械攪拌澄清池模型的整個區(qū)域，并依據(jù)工程中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。機(jī)械攪拌澄清池的設(shè)計參數(shù)如下：1. 澄清池水力停留時間為 1.2~1.5h。2. 進(jìn)水管流速為 1m/s 左右。三角配水槽斷面按 1/2 設(shè)計流量計算，配水槽和進(jìn)水孔流速為 0.5~1.0m/s 左右。3. 清水區(qū)上升流速為 0.8~1.1mm/s，低溫低濁水可采用 0.7~0.9mm/s，清水區(qū)高度為 1.5~2.0m。4. 第二絮凝室的停留時間，按回流量計算時(即設(shè)計流量的 3~5 倍)為0.5~1.0min。5. 第二絮凝室和導(dǎo)流室流速為 40~60mm/s。6. 當(dāng)池的直徑較小，進(jìn)水懸浮物濃度小于 1000mg/L 時，可選擇人工排泥方式，池底錐角接近 45 度。當(dāng)池的直徑較大，或者進(jìn)水懸浮物濃度較高時，采用機(jī)械刮泥方式，此時池底設(shè)計為球殼形或者平底。機(jī)械攪拌澄清池剖面圖(圖中尺寸以 mm 計)如圖 3.1 所示：
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU991.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2682596