機械絮凝池流場數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、絮凝池的設(shè)計和運行主要以速度梯度G值作為絮凝強度的控制指標(biāo)。G值既是經(jīng)驗值又是平均值，不能全面反映絮凝池中水流狀態(tài)。按照推薦G值設(shè)計的絮凝池有些存在絮凝效果不佳、能耗大等問題。因此研究絮凝池的水力特性及其對絮凝效果的影響具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文選擇機械絮凝池為研究對象，結(jié)合數(shù)值模擬與混凝實驗，分析不同水力條件下絮凝池中的水流狀態(tài)及其對絮凝效果的影響，探求高效絮凝的水力學(xué)條件。
　　 主要研究成果：
　　

2、(1)在不同水力條件下，對機械絮凝池中的流場進(jìn)行數(shù)值模擬。計算了不同進(jìn)水流量、不同槳板轉(zhuǎn)速、不同攪拌槳尺寸及其在絮凝池中的安放位置等方案，得到各情況下機械絮凝池的流速分布、湍動動能κ和湍動耗散率ε等水力特性數(shù)據(jù)。
　　 (2)選擇了幾種典型方案進(jìn)行混凝實驗研究，設(shè)計制作了機械絮凝池實驗裝置。在固定原水水質(zhì)、溫度、投藥量等化學(xué)因素不變的情況下，改變水力條件，得出各方案下機械絮凝池裝置出水靜沉20min后的上清液濁度。
　　

3、 (3)分析數(shù)值計算結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)，以計算所得的湍動動能、湍動耗散率與實驗所得的剩余濁度相聯(lián)系共同作為評價絮凝是否充分的標(biāo)準(zhǔn)。適當(dāng)增加水力停留時間，使受攪拌作用的水流湍動更加充分，有利于提高絮凝效果；合理的攪拌轉(zhuǎn)速既能促進(jìn)槳板區(qū)顆粒之間的有效碰撞，又保證主流區(qū)絮凝體不被打碎，建議平均κ值為0.0062～0.0021 m2/s2，平均ε值為0.0087～0.0019 m2/s3為宜；適當(dāng)增大攪拌槳劃水面積，擴大液體主體流動范圍，湍動能和湍