污水處理攪拌機的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、污水處理是當今環(huán)境保護部門和企業(yè)解決環(huán)境污染中廢水污染的一項重要措施，城市污水處理設(shè)施已成為現(xiàn)代化城市經(jīng)濟發(fā)展和水資源保護不可或缺的組成部分。污水處理攪拌機作為主要的污水處理設(shè)備，它是一種新型、高效的污水處理攪拌機械，用途極廣，適用于工業(yè)和城市以及農(nóng)村污水處理場曝氣池和厭氧池污水的處理。葉輪是攪拌過程的主要換能器件，它將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為流體的動能，葉輪的結(jié)構(gòu)形狀和運轉(zhuǎn)情況是決定攪拌流場分布和能量轉(zhuǎn)化效率的重要因素。因此，非常有必要利用

2、現(xiàn)代設(shè)計方法研究開發(fā)高效的污水處理攪拌機，并對污水處理攪拌池內(nèi)的流場進行研究。
　　 由于污水處理攪拌機葉片的設(shè)計理論較為缺乏，本文嘗試借鑒軸流泵與船用螺旋槳的轉(zhuǎn)輪設(shè)計理論來設(shè)計污水處理攪拌機葉片。
　　 主要研究工作和成果包括：
　　 (1)簡要總結(jié)了翼型葉輪的三種常用設(shè)計理論，并對他們的特點進行了分析，在此基礎(chǔ)上利用水力設(shè)計軟件設(shè)計了一種污水處理攪拌機葉片。
　　 (2)利用CFD軟件FLUENT，采

3、用多重參考系法，進行了污水處理攪拌池內(nèi)流體流場的數(shù)值模擬，分析了流場的宏觀規(guī)律、速度特性。得出結(jié)論：該污水處理攪拌機主要產(chǎn)生軸向流。
　　 (3)通過改變污水處理攪拌機的設(shè)計參數(shù)或安裝參數(shù)，分組進行CFD數(shù)值模擬，對數(shù)值模擬結(jié)果進行對比分析后發(fā)現(xiàn)：(a)污水處理攪拌機偏離窄邊，以15°安裝時，污水處理攪拌機服務(wù)面積最大，池內(nèi)流體最能達到攪拌要求；(b)理論分析得出污水處理攪拌機攪拌污水處理池時，其推力與功率的計算公式，同時得出推

4、力與流體密度成正比的結(jié)論。并利用FLUENT6.3數(shù)值模擬驗證了這點；(c)通過分析和對比有/無導(dǎo)流殼污水處理攪拌機分別攪拌的污水處理池內(nèi)流體的流場分布，得出導(dǎo)流殼的作用主要是軸向?qū)Я髯饔茫覝p少了池壁邊界對流體的影響。這些研究為污水處理攪拌機的優(yōu)化設(shè)計提供理論指導(dǎo)與工程指導(dǎo)。
　　 (4)對帶導(dǎo)流殼的污水處理攪拌機進行了實驗研究，搭建實驗臺，對其推力與攪拌的污水處理池內(nèi)的流速測量分析，并繪制流場，同時與數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比分