本文關鍵詞：雙層復合式潛表曝氣機的研究

  更多相關文章： 曝氣機 優(yōu)化設計 雙層曝氣結構 二次曝氣 數值模擬 實驗樣機

【摘要】：曝氣機作為一種重要的污水處理設備已得到了廣泛推廣和使用。雖然目前市場上有許多類型的曝氣機,但是現有曝氣機存在著一定的不足,如倒傘型曝氣機不能進行深層曝氣,曝氣效率低,安裝不方便;潛水式曝氣機只能用于專門的污水處理池中曝氣。因此,在當前形勢下,分析市場上現有產品的不足,對現有產品進行曝氣機理研究及結構優(yōu)化設計具有重要的現實意義�；谑袌錾铣Ｓ闷貧鈾C尤其是倒傘型曝氣機和潛水式曝氣機的結構特點,同時考慮到曝氣設備可靠性、經濟性、技術先進性、穩(wěn)定性等方面因素,本文提出了一種雙層曝氣機構,設計了一種雙層復合式潛表曝氣機,制作了雙層復合式潛表曝氣機實驗樣機。該曝氣機結合了潛水式曝氣機、倒傘型曝氣機等優(yōu)點,具有廣闊的市場前景,滿足環(huán)境保護的新需要。首先,基于曝氣機創(chuàng)新設計的理論基礎和設計要求,對市場上常用曝氣機的工作原理及結構進行研究及分析,提取出了曝氣機的核心功能——溶氧,對溶氧進行功能分解,得到了四個分功能:充氣功能,水利推進功能,氣水混合功能,氣水導流功能,并對上述四個分功能分別進行原理分析,在此基礎上對初步設計方案進行了篩選、評價、總結及確定,得出了曝氣機的相對最優(yōu)設計方案。其次,基于相對最優(yōu)設計方案,提取出了曝氣機的主要裝置:供氣裝置,水利推進裝置,氣水混合裝置,氣水導流裝置,提出了中空主軸充氣、倒傘葉輪與推流片同軸雙層二次曝氣結構,繪制出了雙層復合式潛表曝氣機的原理樣機圖,并詳細介紹了其結構組成部分及工作原理。然后,基于計算流體力學對倒傘葉輪單獨工作時、推流片單獨工作時及倒傘葉輪與推流片組合工作時曝氣池流場分別進行Fluent數值模擬,以驗證設計方案的可靠性,在此基礎上又對倒傘葉輪與推流片在不同高度差下曝氣池流場進行了數值模擬,以找出相對最優(yōu)高度差。最后,結合雙層復合式潛表曝氣機的三維原理樣機圖及流場迭代結果,基于結構的工作原理、結構特點及創(chuàng)新點進行其實驗樣機及簡易模型的制作,并繪制出其重要結構部分的工程圖。本文所做的工作,為今后針對曝氣機的深入研究打下了堅實的基礎,數值模擬結果表明:該雙層復合式潛表曝氣機氣水混合充分,服務面積大,水體循環(huán)時間短,實現了水體淺層和深層的二次曝氣,提高了曝氣效率,對以后開發(fā)新產品起到了積極作用,具有重要的現實意義。
【關鍵詞】：曝氣機 優(yōu)化設計 雙層曝氣結構 二次曝氣 數值模擬 實驗樣機
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 曝氣機的概述11-12
• 1.2 曝氣機的研究發(fā)展動態(tài)12-15
• 1.2.1 國外曝氣機的研究發(fā)展現狀12-13
• 1.2.2 國內曝氣機的研究發(fā)展現狀13-15
• 1.3 課題的提出15
• 1.4 課題研究的目的和意義15-16
• 1.5 課題的主要研究內容16-17
• 2 曝氣機的方案設計、評價與優(yōu)選17-37
• 2.1 引言17
• 2.2 曝氣機創(chuàng)新設計的相關理論基礎17-18
• 2.3 曝氣機的方案設計18-31
• 2.3.1 設計要求18
• 2.3.2 功能的分析18-26
• 2.3.3 單個分功能的原理分析26-29
• 2.3.4 設計方案的總結29-31
• 2.4 曝氣機方案的評價31-36
• 2.4.1 方案評價的概述31-32
• 2.4.2 方案的評價準則32-33
• 2.4.3 方案的評價方法33-34
• 2.4.4 相對最優(yōu)方案的確定34-36
• 2.5 本章小結36-37
• 3 曝氣機的結構設計37-50
• 3.1 引言37-38
• 3.2 供氣裝置的設計38-40
• 3.2.1 供氣裝置的設計要求38
• 3.2.2 供氣裝置結構設計過程38-39
• 3.2.3 供氣裝置結構創(chuàng)新點39-40
• 3.3 水利推進裝置的設計40-42
• 3.3.1 水利推進裝置的設計要求40
• 3.3.2 水利推進裝置結構設計過程40-41
• 3.3.3 水利推進裝置結構設計創(chuàng)新點41-42
• 3.4 氣水混合裝置的設計42-45
• 3.4.1 氣水混合裝置的設計要求42-43
• 3.4.2 氣水混合裝置結構設計過程43-45
• 3.4.3 氣水混合裝置結構設計的創(chuàng)新點45
• 3.5 氣水導流裝置的設計45-47
• 3.5.1 氣水導流裝置的設計要求45-46
• 3.5.2 氣水導流裝置結構設計過程46-47
• 3.5.3 氣水導流裝置結構設計的創(chuàng)新點47
• 3.6 總體設計47-48
• 3.7 本章小結48-50
• 4 水利推進裝置的數值模擬分析50-76
• 4.1 引言50
• 4.2 計算流體力學軟件簡介50-52
• 4.2.1 CFD的基本思想50-51
• 4.2.2 CFD的計算步驟51
• 4.2.3 CFD的軟件功能51
• 4.2.4 CFD軟件在水處理構筑物及設備中的應用51
• 4.2.5 CFD軟件中前處理軟件Gambit簡介51-52
• 4.2.6 CFD軟件中Fluent軟件簡介52
• 4.3 水利推進裝置數值模擬分析的前處理52-58
• 4.3.1 前處理簡介52-54
• 4.3.2 水利推進裝置的前處理54-58
• 4.4 水利推進裝置數值模擬分析的數值模擬過程58-60
• 4.4.1 解算器的選擇58
• 4.4.2 讀入并檢查網格模型58
• 4.4.3 調整網格模型的尺寸單位，，并進行網格光滑處理58
• 4.4.4 選擇解的格式58
• 4.4.5 選擇需要解的基本方程58-59
• 4.4.6 定義物理模型59
• 4.4.7 定義材料物理性質59
• 4.4.8 設置運行條件59
• 4.4.9 指定邊界條件59
• 4.4.10 設置交界面59
• 4.4.11 調節(jié)解的控制參數59
• 4.4.12 對流場進行初始化59
• 4.4.13 求解計算59-60
• 4.4.14 輸出并保存結果60
• 4.5 水利推進裝置數值模擬分析的后處理60-67
• 4.5.1 倒傘葉輪單獨工作時曝氣池流場的數值模擬分析結果60-62
• 4.5.2 推流片單獨工作時曝氣池流場的數值模擬分析結果62-65
• 4.5.3 倒傘葉輪與推流片同時工作時曝氣池流場的數值模擬分析結果65-67
• 4.6 對比結果分析67-68
• 4.7 倒傘葉輪與推流片在不同高度差下曝氣池流場的數值模擬分析68-75
• 4.7.1 h=1500mm時曝氣池流場數值模擬分析結果68-71
• 4.7.2 h=3000mm時曝氣池流場數值模擬分析結果71-73
• 4.7.3 h=3500mm時曝氣池流場數值模擬分析結果73-75
• 4.8 本章小結75-76
• 5 樣機的制作76-87
• 5.1 引言76
• 5.2 實驗樣機的制作76-81
• 5.2.1 實驗樣機制作的原理76
• 5.2.2 零部件的選備76-79
• 5.2.3 實驗樣機的制作裝配過程79-80
• 5.2.4 實驗樣機實現倒傘葉輪與推流片不同高度差時所采用的連接方式80-81
• 5.3 模型實驗分析81-85
• 5.3.1 雙層復合式潛表曝氣機模型介紹81-82
• 5.3.2 模型實驗結果及分析82-85
• 5.4 本章小結85-87
• 總結與展望87
• 總結87-89
• 展望89-90
• 參考文獻90-94
• 致謝94-95
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文95-96

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 章建波,宋小文,胡樹根;曝氣機的創(chuàng)新設計[J];機械制造;2004年03期

2 葉飛;;渦凹曝氣機的改造[J];科技創(chuàng)新導報;2008年36期

3 陳陽;鄭源;張鑫珩;袁明;楊青;;倒傘型曝氣機數值模擬研究[J];人民長江;2010年03期

4 張鑫珩;;國產低能耗曝氣機技術的創(chuàng)新與發(fā)展瓶頸[J];通用機械;2010年05期

5 邢普;趙敬云;;倒傘型曝氣機有限元分析及優(yōu)化設計[J];計算機仿真;2010年06期

6 陳斌;張克危;施衛(wèi)東;吳鋼;黃學軍;;深水自吸式潛水曝氣機的設計與試驗[J];排灌機械工程學報;2011年05期

7 朱榮生;李小龍;施衛(wèi)東;汪志平;鄭寶義;;雙葉輪液下自引氣曝氣機性能試驗分析[J];化工學報;2012年02期

8 李玲;;可調式倒傘曝氣機專用減速機[J];科技資訊;2012年12期

9 朱榮生;李小龍;施衛(wèi)東;劉苓苓;王韜;;潛水自引氣曝氣機的數值模擬與試驗研究[J];排灌機械工程學報;2013年01期

10 薛文源;曝氣機技術交流會在安徽舉行[J];中國給水排水;1988年06期

中國重要會議論文全文數據庫 前1條

1 孫樹林;;(回轉)潛浮式曝氣機及其應用[A];中國水污染治理技術裝備論文集（第十五期）[C];2008年

中國重要報紙全文數據庫 前8條

1 傅建設　董慧婷;中冶華天離心自吸混合式倒傘型曝氣機發(fā)明專利獲授權[N];世界金屬導報;2013年

2 本報記者 崔玉平;大功率曝氣機國產化改造取得新進展[N];中國工業(yè)報;2009年

3 本報記者 肖蕓香;節(jié)能實用的增壓曝氣機[N];中國環(huán)境報;2002年

4 本報記者 崔玉平;張鑫珩:提升環(huán)保裝備產業(yè)需群策群力[N];中國工業(yè)報;2009年

5 張成華;我國倒傘型曝氣裝置動力效率提高75%　[N];中國工業(yè)報;2005年

6 曉棠;新型氧化溝轉盤曝氣機效果好[N];科技日報;2000年

7 ;為環(huán)保事業(yè)創(chuàng)新不已[N];中國環(huán)境報;2007年

8 記者 柯頌邋通訊員 古小鵬;污水處理實現“節(jié)中節(jié)”[N];中山日報;2007年

中國碩士學位論文全文數據庫 前6條

1 徐振宇;曝氣機的結構優(yōu)化及工作狀態(tài)模擬[D];浙江大學;2005年

2 趙宇;雙層復合式潛表曝氣機的研究[D];青島科技大學;2016年

3 章建波;曝氣機的創(chuàng)新設計及其模擬分析研究[D];浙江大學;2004年

4 汪治平;雙葉輪液下自引氣曝氣機優(yōu)化運行實驗研究[D];江蘇大學;2005年

5 邱彬彬;新型倒傘型曝氣機曲面葉輪優(yōu)化設計研究[D];南昌航空大學;2014年

6 張麗;茅塔河水源地集中養(yǎng)殖水污染與坡耕地地表徑流污染控制研究[D];華中農業(yè)大學;2009年

本文編號：786134