水處理絮凝動(dòng)力學(xué)的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬.pdf

1、絮凝設(shè)備的水力學(xué)特性是影響絮凝反應(yīng)效果的重要因素。本論文結(jié)合試驗(yàn)和數(shù)值模擬進(jìn)行的不同水力學(xué)條件對(duì)絮凝效果影響的研究，對(duì)合理選擇絮凝工況、提高絮凝效率和優(yōu)化絮凝工藝有預(yù)測(cè)作用和實(shí)際指導(dǎo)意義。 本論文進(jìn)行的主要工作如下： 1.應(yīng)用燒杯試驗(yàn)進(jìn)行改變絮凝反應(yīng)容器的形狀、絮凝階段的轉(zhuǎn)速、攪拌槳的幾何尺寸和槳葉置水樣中的高度等水力學(xué)條件對(duì)絮凝效果影響的試驗(yàn)研究，得到各情況下較合理的絮凝動(dòng)力學(xué)條件。 2.在總結(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)攪拌槽中

2、水流流場(chǎng)研究成果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT對(duì)上述試驗(yàn)中不同水力學(xué)條件下、容器內(nèi)的水流流態(tài)進(jìn)行三維數(shù)值模擬，以計(jì)算所得的有效能耗ε和微渦旋尺度λ作為評(píng)價(jià)絮凝是否充分的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)絮凝過(guò)程中的復(fù)雜現(xiàn)象作出合理解釋與分析。 通過(guò)試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬，本論文得到以下結(jié)論： 1.對(duì)燒杯試驗(yàn)的結(jié)果分析得到：容器形狀對(duì)絮凝階段轉(zhuǎn)速的影響最大，而對(duì)其他因素如混合階段的轉(zhuǎn)速與時(shí)間，絮凝和沉淀時(shí)間的影響較弱；在同一圓形容器中，合理

3、選擇絮凝階段攪拌槳的轉(zhuǎn)速、適當(dāng)增大槳葉劃水面積、調(diào)節(jié)槳葉置水樣中的高度都能改善水流流動(dòng)狀況，優(yōu)化絮凝效果，降低剩余濁度。 2.對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果分析得到：圓形容器中水流緩和，用于絮凝的整體平均有效能耗較高，方形容器有較好的阻流作用，但其四個(gè)直角處會(huì)形成明顯的死水區(qū)，阻礙局部流體運(yùn)動(dòng)，不利于局部絮凝體的成長(zhǎng)；同一圓形容器中合理的絮凝攪拌轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生的水流紊動(dòng)效果，既促進(jìn)槳葉區(qū)顆粒之間有效碰撞，又保證主流區(qū)絮凝體結(jié)合鍵牢固不被強(qiáng)大的剪切