基于Fluent渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)流態(tài)模擬及參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、本課題研究的是華東交通大學研制的新型高效的渦旋澄清池。本次研究利用CFD中的fluent軟件和試驗相結(jié)合的方法,驗證并分析了渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)中的相關(guān)流動參數(shù),提出了影響絮凝效果的因素及規(guī)律。
　　本文研究的主要內(nèi)容有:
　　(1)通過對實際試驗裝置的分析勘測和相關(guān)文獻的參考。針對本試驗,確定適合的湍流模型和相關(guān)計算參數(shù),建立數(shù)值計算模型并且對數(shù)值模型進行適當簡化。計算某工況下的流場結(jié)果,并與該工況下的試驗進行對比,驗證模型正

2、確性。
　　(2)對模型進行適當簡化,計算不同流量、不同開孔率的渦流反應(yīng)器等條件下,第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室內(nèi)的流場狀態(tài),分析其渦旋大小、絮體形成及碰撞情況,優(yōu)化進水參數(shù)。
　　(3)對渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)加設(shè)渦流反應(yīng)器和未加設(shè)渦流反應(yīng)器進行了對比試驗。檢測試驗出水濁度,絮體粒徑,Zeta電位等指標參數(shù),尋找出水濁度和檢測項目的關(guān)系并且與模擬計算的結(jié)果進行比較分析。
　　(4)對渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)加設(shè)渦流反應(yīng)器后不同進水流量進

3、行了對比試驗。計算出三種不同流量的G值和GT值均在傳統(tǒng)混凝控制指標范圍之內(nèi)。檢測試驗出水濁度,絮體粒徑,Zeta電位等指標參數(shù),尋找出水濁度和檢測項目的關(guān)系并且與模擬計算的結(jié)果進行比較分析。
　　通過對渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)的模擬結(jié)果展示的圖形曲線,借助模擬變量—湍動能k、湍動能耗散率ε、速度分布來分析研究渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)的流態(tài)。
　　主要研究成果如下:
　　(1)根據(jù)對試驗裝置的分析和相關(guān)資料文獻的參考,確定采用標準的k-

4、ε湍流模型,并且同時模擬和試驗了未加設(shè)渦流反應(yīng)器的渦旋澄清池,兩者相互對比驗證,確定選取的模型的正確。
　　(2)模擬渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)內(nèi)錐形區(qū)域角度的計算結(jié)果,錐形區(qū)域與水平的夾角α=55°的時候,圖像顯示紊動能和流速變化比較均勻有規(guī)律,流動死水區(qū)域減小,混凝效果較好,較容易形成又大又密實的礬花,不易造成混凝劑和空間的浪費。
　　(3)對渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)加設(shè)渦流反應(yīng)器和未加設(shè)渦流反應(yīng)器的研究。根據(jù)數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗的相互比較

5、分析得出,在加入渦流反應(yīng)器后,渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)內(nèi)形成了很多微渦流,湍動能k及湍動能耗散率ε都相對較高,試驗中,投藥量在一定范圍內(nèi),投加渦流反應(yīng)器的池子相比未加入渦流反應(yīng)器的池子Zeta電位和絮體粒徑都上升較高,增加了顆粒之間的有效碰撞,使加設(shè)渦流反應(yīng)器的渦旋澄清池的運行效果較好。
　　(4)對渦旋澄清池反應(yīng)區(qū)加設(shè)渦流反應(yīng)器后不同進水流量的研究。根據(jù)從數(shù)值模擬結(jié)果展示的圖形曲線和現(xiàn)場試驗的相互比較分析得出,三種進水流量6m3/h、8