基于Fluent渦旋澄清池反應區(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軟件和試驗相結合的方法,驗證并分析了渦旋澄清池反應區(qū)中的相關流動參數(shù),提出了影響絮凝效果的因素及規(guī)律。
　　本文研究的主要內容有:
　　(1)通過對實際試驗裝置的分析勘測和相關文獻的參考。針對本試驗,確定適合的湍流模型和相關計算參數(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器等條件下,第一反應室和第二反應室內的流場狀態(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)對渦旋澄清池反應區(qū)加設渦流反應器和未加設渦流反應器進行了對比試驗。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系并且與模擬計算的結果進行比較分析。
　　(4)對渦旋澄清池反應區(qū)加設渦流反應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。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系并且與模擬計算的結果進行比較分析。
　　通過對渦旋澄清池反應區(qū)的模擬結果展示的圖形曲線,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渦流反應器的渦旋澄清池,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區(qū)內錐形區(qū)域角度的計算結果,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)對渦旋澄清池反應區(qū)加設渦流反應器和未加設渦流反應器的研究。根據(jù)數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗的相互比較

5、分析得出,在加入渦流反應器后,渦旋澄清池反應區(qū)內形成了很多微渦流,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,投加渦流反應器的池子相比未加入渦流反應器的池子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,使加設渦流反應器的渦旋澄清池的運行效果較好。
　　(4)對渦旋澄清池反應區(qū)加設渦流反應器后不同進水流量的研究。根據(jù)從數(shù)值模擬結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