辐流式沉淀池固液两相流力学特性数值模拟研究
发布时间：2021-02-19 00:56
利用Fluent软件,数值求解Mixture多相流模型,模拟了辐流式沉淀池内固液两相混合流场的水力特性。分析了辐流式沉淀池内污泥浓度场和流线分布随时间的变化,以及沉淀池内不同位置横断面上横向流速和纵向流速的分布规律。模拟结果表明:沉淀池内流线分布形式随时间变化较大,污泥浓度随时间的变化基本稳定;不同位置横断面上流速分布规律不同,越靠近挡板的位置,横断面的流速沿水深方向变化梯度越大,说明流场紊动较强;到沉淀池后部,横断面上流速分布较均匀,沿水深方向变化梯度也较小。
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
辐流式沉淀池90°圆弧段计算区域Fig.190°arcregionoftheradialsedimentationtank
界条件3.1计算区域和网格划分研究对象为某城市污水厂的中进周出辐流式二次沉淀池，其采用中心进水、周边出水的方式运行。辐流式沉淀池直径D=24m，有效水深为5.73m，日处理能力为2850m3/d。进水口位于顶面以下0.2m处，进水口高为0.3m；清水出水口设置在沉淀池外围，采用溢流的方式流出；污泥出口设置在沉淀池的底部。由于辐流式沉淀池具有对称性，通过减少网格数和计算时间，仅选取90°弧段面积作为计算区域进行数值模拟，计算区域如图1所示。辐流式沉淀池的径向断面尺寸如图2所示。图1辐流式沉淀池90°圆弧段计算区域Fig.190°arcregionoftheradialsedimentationtank图2辐流式沉淀池径向断面尺寸Fig.2Transversesectionsizeoftheradialsedimentationtank采用Gambit软件进行建模和网格划分，整个计算区域采用结构化网格。在出水口和进水口附近，由于边界尺寸相对较小，为了提高计算精度，网格采取局部加密。整体网格划分采用矩形网格，先采用多套不同疏密的网格进行网格划分和模拟计算，网格数分别为42568、62868和89456，做网格无关性分析。比较结果发现，网格数最小时获得的预测结果与其他的划分结果不同，说明网格精度不够，此时则需要选择网格数较多的方案。另外，在一定的范围内并不是划分的网格数越多越好，其反而会增大计算成本和计算时间。因此，通过计算的收敛条件是所有残差收敛标准均为10-4，经过比较最后选出最合适的一套网格方案，网格总单元数为62868，计算区域网格如图3所示。图3计算面积网格图Fig.3Calculatedareagrid3.2边界条件与求解方法本节研究了二沉池内固-液两相流的水力特性。第一相为水，
取局部加密。整体网格划分采用矩形网格，先采用多套不同疏密的网格进行网格划分和模拟计算，网格数分别为42568、62868和89456，做网格无关性分析。比较结果发现，网格数最小时获得的预测结果与其他的划分结果不同，说明网格精度不够，此时则需要选择网格数较多的方案。另外，在一定的范围内并不是划分的网格数越多越好，其反而会增大计算成本和计算时间。因此，通过计算的收敛条件是所有残差收敛标准均为10-4，经过比较最后选出最合适的一套网格方案，网格总单元数为62868，计算区域网格如图3所示。图3计算面积网格图Fig.3Calculatedareagrid3.2边界条件与求解方法本节研究了二沉池内固-液两相流的水力特性。第一相为水，密度=998.2kg/m3，动力黏度
本文编号：3040350
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
辐流式沉淀池90°圆弧段计算区域Fig.190°arcregionoftheradialsedimentationtank
界条件3.1计算区域和网格划分研究对象为某城市污水厂的中进周出辐流式二次沉淀池，其采用中心进水、周边出水的方式运行。辐流式沉淀池直径D=24m，有效水深为5.73m，日处理能力为2850m3/d。进水口位于顶面以下0.2m处，进水口高为0.3m；清水出水口设置在沉淀池外围，采用溢流的方式流出；污泥出口设置在沉淀池的底部。由于辐流式沉淀池具有对称性，通过减少网格数和计算时间，仅选取90°弧段面积作为计算区域进行数值模拟，计算区域如图1所示。辐流式沉淀池的径向断面尺寸如图2所示。图1辐流式沉淀池90°圆弧段计算区域Fig.190°arcregionoftheradialsedimentationtank图2辐流式沉淀池径向断面尺寸Fig.2Transversesectionsizeoftheradialsedimentationtank采用Gambit软件进行建模和网格划分，整个计算区域采用结构化网格。在出水口和进水口附近，由于边界尺寸相对较小，为了提高计算精度，网格采取局部加密。整体网格划分采用矩形网格，先采用多套不同疏密的网格进行网格划分和模拟计算，网格数分别为42568、62868和89456，做网格无关性分析。比较结果发现，网格数最小时获得的预测结果与其他的划分结果不同，说明网格精度不够，此时则需要选择网格数较多的方案。另外，在一定的范围内并不是划分的网格数越多越好，其反而会增大计算成本和计算时间。因此，通过计算的收敛条件是所有残差收敛标准均为10-4，经过比较最后选出最合适的一套网格方案，网格总单元数为62868，计算区域网格如图3所示。图3计算面积网格图Fig.3Calculatedareagrid3.2边界条件与求解方法本节研究了二沉池内固-液两相流的水力特性。第一相为水，
取局部加密。整体网格划分采用矩形网格，先采用多套不同疏密的网格进行网格划分和模拟计算，网格数分别为42568、62868和89456，做网格无关性分析。比较结果发现，网格数最小时获得的预测结果与其他的划分结果不同，说明网格精度不够，此时则需要选择网格数较多的方案。另外，在一定的范围内并不是划分的网格数越多越好，其反而会增大计算成本和计算时间。因此，通过计算的收敛条件是所有残差收敛标准均为10-4，经过比较最后选出最合适的一套网格方案，网格总单元数为62868，计算区域网格如图3所示。图3计算面积网格图Fig.3Calculatedareagrid3.2边界条件与求解方法本节研究了二沉池内固-液两相流的水力特性。第一相为水，密度=998.2kg/m3，动力黏度
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