本文關(guān)鍵詞：城市污水排污調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能研究

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【摘要】：城市污水管網(wǎng)中的調(diào)節(jié)閥經(jīng)過長期的使用會因固體顆粒和纖維狀雜質(zhì)附著在閥芯與閥座表面,而使其調(diào)節(jié)精度和調(diào)節(jié)性能下降,進(jìn)而影響污水處理設(shè)備的正常運行。本文將城市污水視為單相均質(zhì)非牛頓冪律流體模型,以閥芯和閥座具有剪切作用的V形調(diào)節(jié)球閥作為污水調(diào)節(jié)閥來研究。V形調(diào)節(jié)球閥多用于清水調(diào)節(jié),應(yīng)用于污水管網(wǎng)后其流量及調(diào)節(jié)特性的變化情況,相關(guān)研究還很少。 本文通過FLUENT軟件的數(shù)值模擬并結(jié)合計算,得到了介質(zhì)為清水和污水模型時調(diào)節(jié)閥不同開度下的流場、流量、流量系數(shù)、流阻系數(shù)等。通過對模擬結(jié)果的分析,得到清水模型在V形開口后方產(chǎn)生了較大范圍的回流,且速度影響區(qū)域大于污水模型；清水模型的流量系數(shù)約為剪切稀化流污水模型的1.18～1.60倍,剪切稀化流模型的流阻系數(shù)約為清水的1.35～2.50倍。清水模型的流量系數(shù)約為剪切稠化流污水模型的1.19～1.94倍,剪切稠化流污水模型在調(diào)節(jié)閥開度為20%-100%時的流阻系數(shù)約為清水的1.41～2.54倍,開度為10%時,約為清水模型的3.76倍。清水模型各開度下的流速、流量系數(shù)的模擬值大于污水模型,流阻系數(shù)小于污水模型,這主要是由于本文將污水中污物的存在歸結(jié)為介質(zhì)的粘度特性之中后,使得污水粘度增大,流速變小,流阻系數(shù)增大。在開度為10%時,污水的流阻系數(shù)較大主要是由于在V形開口后方產(chǎn)生了大尺度的低速漩渦和紊動分離回流區(qū)等因素綜合引起的。剪切稀化流污水模型各開度下的流速、流量系數(shù)大于剪切稠化流模型。 通過理論推倒得出介質(zhì)為污水時的V形調(diào)節(jié)球閥在不同開度下的流量及流量系數(shù)計算方法,并得到了其理論計算值。通過對比數(shù)值模擬值與理論值,得到污水模型的理論值大于數(shù)值模擬值,其原因是由于理論方法采用當(dāng)量直徑的方法,忽略了流通截面變化產(chǎn)生的回流、渦流及棱邊對流體產(chǎn)生的邊界層分離等原因所致。介質(zhì)為污水時的理論與數(shù)值模擬相對流量特性曲線走勢一致,說明理論方法適合排污調(diào)節(jié)閥流量特性分析,V形調(diào)節(jié)球閥適合城市污水調(diào)節(jié),且調(diào)節(jié)特性接近等百分比流量特性。 本文通過對清水模型與污水模型的數(shù)值模擬結(jié)果,得到將清水V形調(diào)節(jié)球閥引入污水管網(wǎng)后,調(diào)節(jié)閥各開度下的流量系數(shù)減小,流阻系數(shù)增大,調(diào)節(jié)閥的流通能力下降。若要將清水調(diào)節(jié)閥引用到污水管道,相同開度下需增大閥芯處的流體通道。這些結(jié)果為工程人員在選擇排污管網(wǎng)調(diào)節(jié)閥時提供了支撐依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：城市污水 排污調(diào)節(jié)閥 流量系數(shù) 流阻系數(shù) 調(diào)節(jié)性能
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU992.2;TH134
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 引言10-16
• 1.1 課題的研究目的和意義10-12
• 1.1.1 研究目的10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究內(nèi)容14
• 1.4 課題的創(chuàng)新性14-16
• 第2章 V形調(diào)節(jié)球閥的結(jié)構(gòu)及特性16-24
• 2.1 V形調(diào)節(jié)球閥的結(jié)構(gòu)及特點16-19
• 2.2 調(diào)節(jié)閥的流量特性19-23
• 2.2.1 可調(diào)比19
• 2.2.2 流量特性19-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 冪律流體V形調(diào)節(jié)球閥的流變特性與流量系數(shù)24-37
• 3.1 非牛頓流體的分類24-27
• 3.1.1 非時變性非牛頓流體24-26
• 3.1.2 時變性非牛頓流體26-27
• 3.2 冪律流體的本構(gòu)方程27-28
• 3.3 冪律流體圓管層流的動量平衡方程28-29
• 3.4 冪律流體圓管層流的流速分布29
• 3.5 冪律流體的流態(tài)判定29-31
• 3.6 調(diào)節(jié)閥內(nèi)冪律流體的紊流流動31-33
• 3.6.1 冪律流體圓管內(nèi)速度分布31-33
• 3.6.2 冪律流體圓管流動平均流速33
• 3.7 冪律流體的V形調(diào)節(jié)球閥等百分比流量方程33-34
• 3.8 冪律流體調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)34-36
• 3.8.1 冪律流體的V形調(diào)節(jié)球閥的壓力損失34
• 3.8.2 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)34-36
• 3.9 本章小結(jié)36-37
• 第4章 冪律流體的排污調(diào)節(jié)閥數(shù)值模擬37-47
• 4.1 FLUENT軟件的基本結(jié)構(gòu)37-38
• 4.2 基本假設(shè)38
• 4.3 建立模型38-40
• 4.3.1 數(shù)學(xué)模型的建立38-40
• 4.3.2 三維模型的建立40
• 4.4 排污調(diào)節(jié)球閥的數(shù)值模擬40-46
• 4.4.1 數(shù)值模擬模型的網(wǎng)格劃分與邊界條件41
• 4.4.2 數(shù)值模擬計算41
• 4.4.3 排污調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場分析41-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 排污調(diào)節(jié)閥流量特性與阻力特性分析47-52
• 5.1 流量特性分析47-50
• 5.1.1 流量系數(shù)分析47-48
• 5.1.2 理論與數(shù)值模擬相對流量系數(shù)分析48-50
• 5.2 阻力特性分析50-51
• 5.3 本章小結(jié)51-52
• 全文總結(jié)52-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 致謝58-59
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄59

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：948916