网格板几何尺寸对网格絮凝池流场影响的数值模拟研究
发布时间：2023-03-04 01:17
网格絮凝池具有絮凝时间短、处理效果好的优点,目前被各规模水厂所使用,但其应用方面存在两个问题。首先网格絮凝池设计规范参数源于经验且范围较大,设计人员需要凭借自己的经验进行设计存在较大的主观差异,容易导致设计的网格絮凝池达不到预期效果。其次网格絮凝池的反应原理至今还存在着一些问题,比如在距网格板一定范围流场可以认为是各向同性湍流其速度梯度为零,根据传统速度梯度理论网格絮凝池反应效率应该最差,但实际情况是网格絮凝的絮凝效果要优于其他絮凝设备。针对网格絮凝池存在的问题本文采用Fluent对网格絮凝池流场进行数值模拟,结合絮凝评价指标(湍动能、湍动能耗散率、离散系数等),分析、评价不同网格板几何结构对网格絮凝反应的影响,从而提出更优、更合理的网格絮凝池设计参数。本文得到主要结论如下:1.数值模拟流场与PIV实测流场对比结果显示,在水流流态、速度大小,涡量大小等方面两者均表现出一致性。这说明数值模拟流场的结果符合标准,模拟流场结果准确可靠。2.网格板网孔尺寸逐渐增大对流场的影响为:(1)流场中湍动能最大值减小,使得絮体不容易产生破碎;(2)水流混合的均匀性先上升后下降,其中网孔尺寸10mm的网格...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景与目的意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 问题的提出
1.1.3 研究目的意义
1.2 主要研究内容
1.2.1 研究内容
1.2.2 课题来源
1.3 絮凝流场研究方法及其在水处理中的应用
1.3.1 计算流体力学流场模拟技术
1.3.2 粒子图像测速技术
1.3.3 絮凝流场研究在水处理中的应用
2 相关理论基础
2.1 絮凝动力学
2.1.1 传统絮凝动力学
2.1.2 微涡旋絮凝理论
2.2 计算流体力学
2.2.1 数值模拟的控制方程
2.2.2 数值模拟的湍流模型
2.2.3 计算区域的离散化方法
2.3 数值模拟流场絮凝评价指标
2.3.1 湍动能
2.3.2 湍动能耗散率
2.3.3 涡量
2.3.4 离散系数
3 实验装置与方法
3.1 PIV实验装置与实验方法
3.1.1 PIV实验装置
3.1.2 PIV流场测量实验方法
3.2 数值模拟实验模型与实验方法
3.2.1 网格絮凝反应器模型参数
3.2.2 网格絮凝池流场数值模拟方法
3.3 实验表征与数据分析方法
3.3.1 PIV和数值模拟对比实验表征与数据分析方法
3.3.2 数值模拟实验方案介绍
3.3.3 数值模拟流场表征与数据分析方法
4 PIV与数值模拟对比验证实验
4.1 网孔中心测量面流场分析
4.2 格挡中心测量面流场分析
4.3 本章小结
5 网格板网孔尺寸与格挡宽度变化对流场特性的影响
5.1 网格板网孔尺寸单因素变化对流场影响
5.1.1 速度场分析
5.1.2 流场湍动能分析
5.1.3 流场湍动能耗散率分析
5.1.4 小结
5.2 网格板格挡宽度单因素变化对流场影响
5.2.1 速度场分析
5.2.2 流场湍动能分析
5.2.3 流场湍动能耗散率分析
5.2.4 小结
5.3 网孔尺寸与格挡宽度同步变化对流场影响
5.3.1 速度场分析
5.3.2 流场湍动能分析
5.3.3 流场湍动能耗散率分析
5.3.4 小结
5.4 网格板网孔尺寸与格挡宽度相反变化对流场影响
5.4.1 速度场分析
5.4.2 流场湍动能分析
5.4.3 流场湍动能耗散率分析
5.4.4 小结
5.5 网格板综合效能优选
5.6 本章小结
6 网格板厚度与网格板安装间距对流场特性的影响
6.1 网格板厚度的影响
6.1.1 流场湍动能分析
6.1.2 流场湍动能耗散率分析
6.1.3 小结
6.2 网格板厚度综合评价优选
6.3 网格板安装间距的影响
6.3.1 流场湍动能分析
6.3.2 流场湍动能耗散率分析
6.3.3 小结
6.4 网格板安装间距综合评价优选
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
附录A 网格板几何参数表
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3753457
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景与目的意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 问题的提出
1.1.3 研究目的意义
1.2 主要研究内容
1.2.1 研究内容
1.2.2 课题来源
1.3 絮凝流场研究方法及其在水处理中的应用
1.3.1 计算流体力学流场模拟技术
1.3.2 粒子图像测速技术
1.3.3 絮凝流场研究在水处理中的应用
2 相关理论基础
2.1 絮凝动力学
2.1.1 传统絮凝动力学
2.1.2 微涡旋絮凝理论
2.2 计算流体力学
2.2.1 数值模拟的控制方程
2.2.2 数值模拟的湍流模型
2.2.3 计算区域的离散化方法
2.3 数值模拟流场絮凝评价指标
2.3.1 湍动能
2.3.2 湍动能耗散率
2.3.3 涡量
2.3.4 离散系数
3 实验装置与方法
3.1 PIV实验装置与实验方法
3.1.1 PIV实验装置
3.1.2 PIV流场测量实验方法
3.2 数值模拟实验模型与实验方法
3.2.1 网格絮凝反应器模型参数
3.2.2 网格絮凝池流场数值模拟方法
3.3 实验表征与数据分析方法
3.3.1 PIV和数值模拟对比实验表征与数据分析方法
3.3.2 数值模拟实验方案介绍
3.3.3 数值模拟流场表征与数据分析方法
4 PIV与数值模拟对比验证实验
4.1 网孔中心测量面流场分析
4.2 格挡中心测量面流场分析
4.3 本章小结
5 网格板网孔尺寸与格挡宽度变化对流场特性的影响
5.1 网格板网孔尺寸单因素变化对流场影响
5.1.1 速度场分析
5.1.2 流场湍动能分析
5.1.3 流场湍动能耗散率分析
5.1.4 小结
5.2 网格板格挡宽度单因素变化对流场影响
5.2.1 速度场分析
5.2.2 流场湍动能分析
5.2.3 流场湍动能耗散率分析
5.2.4 小结
5.3 网孔尺寸与格挡宽度同步变化对流场影响
5.3.1 速度场分析
5.3.2 流场湍动能分析
5.3.3 流场湍动能耗散率分析
5.3.4 小结
5.4 网格板网孔尺寸与格挡宽度相反变化对流场影响
5.4.1 速度场分析
5.4.2 流场湍动能分析
5.4.3 流场湍动能耗散率分析
5.4.4 小结
5.5 网格板综合效能优选
5.6 本章小结
6 网格板厚度与网格板安装间距对流场特性的影响
6.1 网格板厚度的影响
6.1.1 流场湍动能分析
6.1.2 流场湍动能耗散率分析
6.1.3 小结
6.2 网格板厚度综合评价优选
6.3 网格板安装间距的影响
6.3.1 流场湍动能分析
6.3.2 流场湍动能耗散率分析
6.3.3 小结
6.4 网格板安装间距综合评价优选
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
附录A 网格板几何参数表
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3753457
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3753457.html
