潛水攪拌器葉輪設計理論及攪拌流場數(shù)值模擬.pdf

1、隨著我國城市化和工業(yè)化的發(fā)展，城市污水排放量急劇增加，潛水攪拌器作為主要的污水處理設備，其攪拌和推流的效果對污水的處理質(zhì)量有著重要影響，然而，其葉輪的設計卻缺乏系統(tǒng)的理論指導。因此，為節(jié)省投入，有效提高攪拌效果，急需研究一套科學、系統(tǒng)的潛水攪拌器設計理論和方法來指導工業(yè)生產(chǎn)。 本文圍繞環(huán)流理論及其數(shù)學模型，攪拌器葉輪的水力設計，三維造型技術和非結(jié)構網(wǎng)格劃分，以及攪拌流場內(nèi)部三維不可壓湍流計算進行了較系統(tǒng)的研究。主要工作及研究成

2、果包括： 1.介紹了國內(nèi)外攪拌器葉輪的研究現(xiàn)狀，與其它葉輪相比較，螺旋槳式攪拌器葉輪具有攪拌效率高、防脫流能力強、能耗低、剪切性能溫和等特點。 2.對船用螺旋槳環(huán)流理論進行深入研究，基于環(huán)流理論設計法，總結(jié)出一套較合理的攪拌器葉輪設計方法。 3.利用Pro/ENGINEER軟件對攪拌器葉輪進行三維造型；應用Gambit網(wǎng)格劃分軟件對攪拌流場進行非結(jié)構網(wǎng)格劃分，為提高求解精度、加快求解速度，采用了網(wǎng)格局部加

3、密技術。 4.采用基于雷諾時均方程和標準κ-ε方程的湍流模型，以及貼體坐標和交錯網(wǎng)格系統(tǒng)對N-S方程用有限體積法進行離散，采用交錯網(wǎng)格存放變量，用SIMPLEC算法求解N-S方程，對三維不可壓湍流攪拌流場進行數(shù)值模擬。結(jié)果表明：攪拌器葉輪運行時產(chǎn)生旋向射流，按照類似橢圓形的等速度線向前推進，中心速度較快，向外做擴展運動，利用體積流來輸送液體。 5.通過改變攪拌器葉輪的設計參數(shù)，對數(shù)值模擬結(jié)果進行對比分析發(fā)現(xiàn)：在相同葉