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沉淀池的数值模拟与参数影响分析

专 业: 流体力学
关键词: 沉淀池 数值模拟 流场 参数影响 实验模型
分类号: O35
形 态: 共 86 页 约 56,330 个字 约 2.694 M内容
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内容摘要


沉淀池是污水处理流程中一个必不可少的重要环节,污水处理厂的总投资中约有25用于沉淀池。

它的设计好坏将直接影响到污水处理系统的成败。

目前,有关沉淀池的设计原理主要还是依据理想沉淀池的三条假定,忽略了水流流态对沉淀池的影响,具有较大的主观性。

因此,使得一部分沉淀池在实际运行的过程中达不到预期的处理效果,还需要做进一步的研究。

本文采用计算流体力学软件FLUENT对1983年加拿大温莎大学Imam博士建立的二维矩形沉淀池模型进行了流场的数值模拟。

通过模拟结果与实际测量结果的比较发现,标准k ?ε湍流模型能很好地模拟沉淀池中水流的流动过程。

利用前面建立的数学模型对本文所选取的沉淀池进行了瞬态数值模拟,得到了不同时刻的流场和浓度场。

另外,还分别计算了平流式沉淀池在不同颗粒粒径、进水口高度和挡板位置下的流场、悬浮物的浓度场。

分析比较颗粒粒径、进水口高度和挡板位置等对沉淀池运行效果的影响,获得了一些为沉淀池结构优化的必要信息。

从模拟结果的分析比较可以看出,在一定范围内改变沉淀池的进水口高度,对沉淀池的去除效果没有影响。

挡板深度和颗粒粒径则对悬浮物去除效果影响较大,主要是因为挡板的深度决定了回流区域的大小..……

全文目录


摘要
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 沉淀池工艺的现状
1.2.1 沉淀概述
1.2.2 沉淀研究现状
1.2.3 沉淀池的发展和种类
1.3 流场研究的方法
1.3.1 实验测量
1.3.2 湍流数值模拟
1.4 Fluent 软件简介
1.4.1 Fluent 软件的模型
1.4.2 利用Fluent 的优势
1.5 本课题研究的内容和意义
1.6 本章小结
第2章 固液两相流沉淀池数值模拟模型
2.1 湍流模型
2.1.1 直接模拟
2.1.2 雷诺时均方程法
2.1.3 大涡模拟
2.1.4 湍流模型的比较
2.2 固液两相流模型
2.2.1 固液两相流研究的理论模型
2.2.2 固液两相流的Mixture 模型
2.3 课题选用的湍流模型与数值求解方法
2.3.1 湍流模型的选择
2.3.2 模型的离散与数值求解方法
2.3.3 收敛标准
2.4 本章小结
第3章 固液两相流流场的模拟结果与分析
3.1 沉淀池模型的选择
3.2 沉淀池的影响因素
3.2.1 沉淀池的水流稳定性
3.2.2 沉淀池的池体结构
3.2.3 实际水流状况的影响
3.2.4 其他因素的影响
3.3 模型的验证
3.3.1 验证所使用的模型
3.3.2 网格的划分
3.3.3 边界条件
3.3.4 计算结果分析与比较
3.4 模型的简化、网格划分和边界条件
3.4.1 模型的简化
3.4.2 网格的划分与时间步长的选取原则
3.4.3 边界条件
3.5 沉淀池的模拟结果分析
3.5.1 计算模型与参数
3.5.2 流场的模拟结果与分析
3.5.3 浓度场的模拟结果与分析
3.5.4 关于停留时间
3.5.5 关于去除率的讨论
3.6 本章小结
第4章 参数变化的结果影响分析
4.1 模型与参数的说明
4.1.1 进水口高度、悬浮物颗粒粒径变化等工况参数
4.1.2 挡板的没深和水平位置变化等工况的参数
4.2 进水口高度变化对沉淀效果的影响
4.2.1 对流场的影响
4.2.2 对浓度场的影响
4.3 颗粒粒径对沉淀效果的影响
4.3.1 对流场的影响
4.3.2 对浓度场的影响
4.4 挡板没深及水平位置的影响
4.4.1 挡板没深的影响
4.4.2 挡板水平位置的影响
4.5 关于刮泥机运行周期的讨论
4.6 本章小结
第5章 模型的初步设计
5.1 模型的设计
5.1.1 沉淀池模型设计的一般原则
5.1.2 本课题选用的相似准则
5.1.3 模型的设计尺寸
5.2 热线热膜流速计
5.2.1 IFA300 系统的构成
5.2.2 基本工作原理
5.2.3 仪器的校准
5.3 数值模拟结果
5.3.1 计算参数
5.3.2 网格的划分与边界条件
5.3.3 计算结果
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献

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中图分类: > O35 > 数理科学和化学 > 力学 > 流体力学

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