基于响应面法的处理污水用水力旋流器结构参数优化

发布时间：2021-11-08 13:08

　　为了获得水力旋流器结构参数最佳匹配方案进而提高旋流器的分离性能,以处理生活污水用轴入式水力旋流器为研究对象,基于响应面优化方法,以高灵敏度结构参数变量作为输入指标,以模拟获得的分离效率结果作为响应面优化指标,完成旋流分离器结构参数与城市生活污水中悬浮物去除效率间的数学关系模型构建,掌握不同结构参数与分离器分离效率间的响应关系。基于构建的数学关系模型对旋流器结构参数进行优化,得到水力旋流器高灵敏度结构最佳参数为:主直径D=57.141mm、大锥段长度L₂=85.716mm、小锥段长度L₃=576.814mm,并基于数值模拟方法对优化结构进行验证。结果显示,水力旋流分离器结构经优化后与初始结构相比较,分离效率由90.832%提高到91.836%,验证了响应面优化结果的准确性。 

【文章来源】：化工机械. 2020,47(06)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

城市污水处理用水力旋流器结构及分离原理

水力旋流器结构示意图

采用Gambit软件对柱段、锥段及出水管等进行分段网格划分，对内锥小端近壁区域进行网格加密处理。开展网格无关性检验，在不同的划分水平下网格单元数分别为125 710、226 541、305 719、325 800、458 716。利用数值模拟分析不同网格划分水平的流体域模型，检验指标设定为水相出口压力降。当网格数增大到325 800与458 716时，底流出口压力降基本稳定，表明此时数值模拟结果与网格数无关，则后续的模拟分析选用模型网格数为325 800，图3为网格划分情况，其网格有效率为100%。数值模拟时设定溢流分流比为20%，模拟介质城市污水为水与悬浮物两相，具体物性参数以某污水厂实测数据为参考，设置模拟介质物性参数表（表2）。数值模拟采用雷诺应力模型，采用SIMPLEC算法进行速度压力耦合，墙壁为无滑移边界条件，动量、湍动能和湍流耗散率为二阶迎风离散格式，收敛精度设为10-6，边界条件为壁面不可渗漏、无滑移。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]旋流场内离散相油滴运移轨迹研究[D]. 邢雷.东北石油大学 2016
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[3]新型螺旋入口水力旋流器模拟分析及实验研究[D]. 盛庆娇.东北石油大学 2013
[4]聚结技术处理含油污水的实验研究[D]. 周建.中国石油大学 2009



本文编号：3483758