基于CFD的带悬挂填料曝气池的优化研究
发布时间：2022-01-12 13:39
以河北建筑工程学院中水站的一级生物接触氧化池为研究对象,由于其中的填料类型为悬挂式弹性立体填料,为便于区分称其为带悬挂填料的曝气池。应用CFD商业软件包ANSYS Fluent 15.0对中水站带悬挂填料的曝气池进行三维数值模拟,为保证模拟结果的准确、可靠,对曝气池按相似准则进行缩小搭建实验装置,发现模拟结果与实验测定值较吻合。本次模拟选择欧拉模型,湍流模型采用标准k-ε模型封闭雷诺时均方程,相间作用力忽略升力和虚拟质量力,仅考虑阻力,且曳力函数选用Schiller and Naumann,压力速度耦合采用Coupled算法,设定水相为主相,气相为次相,气泡直径为3mm。模拟过程为非稳态,离散方程时,除体积分数外,其余均选择二阶迎风格式,亚松弛因子为默认值。设定曝气速度分别为:0.17m/s、0.67m/s、1.17m/s、1.67m/s、2.17m/s、2.67m/s,当气速为1.17m/s时效果最好。观察曝气池内气液两相流的气相流速矢量图、液相流速矢量图和池中气含量的分布情况,发现曝气速度为1.17m/s时气泡呈一定周期的摆动,增加了气泡在水中的停留时间,且气液两相间的湍动剧烈,气...
【文章来源】：河北建筑工程学院河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
河北省河流水质情况分布图
——为焓源项； ——第 p 相与第 q 相的热交换强度； ——相间焓。相间的热交换必须符合局部平衡条件， = ， = 。由于本次模拟不考虑相间传热，故在计算过程中不考虑式（2-16）。2.2 湍流模型湍流的存在是一种普遍现象。无论是自然界中大气和海洋环境的流动，还是交通工具中船舶和飞机在运行过程中遇到的周围流体的流动，甚至化学反应中核反应堆内部的流场流动以及机械行业中叶轮转动过程中带动的流体运动都是湍流。由于数学上强烈的非线性和物理尺度上的无限性，想要彻底了解湍流，无论是应用理论分析还是实验模拟都是非常困难的[40]。Fluent 提供了多种湍流模型，如图 2-1 所示：单方程模型：Spalart-Allmaras
接触氧化池为研究对象，按照 1:10 的比例缩资源化，节约用水，保护环境而设计的中水回水站的处理规模为 14000m3/d，主要来源是校经处理后达标的中水主要提供校区宿舍楼、教道路浇洒等，多余出来的中水将流入校内河道，质见表 3-1。SS（㎎/L）氨氮（㎎/L）TP（㎎/L）PH160.0 15.0 3.0 6-910.0 5.0 1.0 6-9 进出水水质参数表 exit water quality parameter table曝气 曝气 曝气
【参考文献】：
期刊论文
[1]河北省供用水现状及水资源平衡分析[J]. 孙素艳,李云玲,郭东阳,于丽丽,李慧. 水利规划与设计. 2018(10)
[2]中国农业非常规水资源灌溉现状与发展策略[J]. 胡雅琪,吴文勇. 中国工程科学. 2018(05)
[3]中外水资源生态调度研究现状调查[J]. 赵珑迪. 山西水利. 2018(09)
[4]中国水资源利用现状与水污染治理对策研究[J]. 王炜. 山东工业技术. 2018(20)
[5]生物接触氧化法在医药污水处理中的应用[J]. 杨霞利. 环境与发展. 2018(02)
[6]网格疏密对MC模型计算精度的影响[J]. 卢阳明,乔徐峰,洪荣华. 低温建筑技术. 2015(04)
[7]应用生物接触氧化法处理煤矿生活污水的相关研究[J]. 徐俊华. 煤炭技术. 2013(10)
[8]改良生物接触氧化法在印染废水处理中的应用[J]. 李国秀,王克全. 中国环保产业. 2008(07)
[9]鼓泡塔中气泡尺寸分布和局部气含率研究[J]. 林松,李良超,王嘉骏,顾雪萍,冯连芳. 化学工程. 2008(02)
[10]计算流体力学常用数值方法简介[J]. 李志印,熊小辉,吴家鸣. 广东造船. 2004(03)
博士论文
[1]非牛顿流体中多气泡相互作用、聚并与破裂过程的数值模拟[D]. 刘静如.天津大学 2014
硕士论文
[1]基于Fluent的鼓泡塔反应器气液两相流数值模拟[D]. 徐小姿.新疆大学 2016
[2]气液两相反应器内流场特性的CFD模拟[D]. 郑权.大连理工大学 2016
[3]鼓泡塔气液两相及气液固三相流实验研究及数值模拟[D]. 李孟.天津大学 2015
[4]基于接触氧化与水生植物协同作用的城市内河就地截污装置研究[D]. 谭小红.宁波大学 2015
[5]曝气生物滤池气液两相流数值模拟及脱氮实验研究[D]. 王丽杰.哈尔滨工业大学 2014
[6]SMBR内流场特性实验及数值模拟研究[D]. 陶中兰.内蒙古工业大学 2014
[7]好氧颗粒反应器内泥—水—气三相流的CFD研究[D]. 程力维.长安大学 2012
[8]生物接触氧化-气浮和曝气生物滤池处理城市小区景观补给水的试验研究[D]. 刘桂桃.中北大学 2012
[9]基于数值计算的曝气池运行工况研究[D]. 高杨.哈尔滨工业大学 2011
[10]曝气生物流化池处理微污染水试验研究[D]. 方建文.山东建筑大学 2010
本文编号：3584870
【文章来源】：河北建筑工程学院河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
河北省河流水质情况分布图
——为焓源项； ——第 p 相与第 q 相的热交换强度； ——相间焓。相间的热交换必须符合局部平衡条件， = ， = 。由于本次模拟不考虑相间传热，故在计算过程中不考虑式（2-16）。2.2 湍流模型湍流的存在是一种普遍现象。无论是自然界中大气和海洋环境的流动，还是交通工具中船舶和飞机在运行过程中遇到的周围流体的流动，甚至化学反应中核反应堆内部的流场流动以及机械行业中叶轮转动过程中带动的流体运动都是湍流。由于数学上强烈的非线性和物理尺度上的无限性，想要彻底了解湍流，无论是应用理论分析还是实验模拟都是非常困难的[40]。Fluent 提供了多种湍流模型，如图 2-1 所示：单方程模型：Spalart-Allmaras
接触氧化池为研究对象，按照 1:10 的比例缩资源化，节约用水，保护环境而设计的中水回水站的处理规模为 14000m3/d，主要来源是校经处理后达标的中水主要提供校区宿舍楼、教道路浇洒等，多余出来的中水将流入校内河道，质见表 3-1。SS（㎎/L）氨氮（㎎/L）TP（㎎/L）PH160.0 15.0 3.0 6-910.0 5.0 1.0 6-9 进出水水质参数表 exit water quality parameter table曝气 曝气 曝气
【参考文献】：
期刊论文
[1]河北省供用水现状及水资源平衡分析[J]. 孙素艳,李云玲,郭东阳,于丽丽,李慧. 水利规划与设计. 2018(10)
[2]中国农业非常规水资源灌溉现状与发展策略[J]. 胡雅琪,吴文勇. 中国工程科学. 2018(05)
[3]中外水资源生态调度研究现状调查[J]. 赵珑迪. 山西水利. 2018(09)
[4]中国水资源利用现状与水污染治理对策研究[J]. 王炜. 山东工业技术. 2018(20)
[5]生物接触氧化法在医药污水处理中的应用[J]. 杨霞利. 环境与发展. 2018(02)
[6]网格疏密对MC模型计算精度的影响[J]. 卢阳明,乔徐峰,洪荣华. 低温建筑技术. 2015(04)
[7]应用生物接触氧化法处理煤矿生活污水的相关研究[J]. 徐俊华. 煤炭技术. 2013(10)
[8]改良生物接触氧化法在印染废水处理中的应用[J]. 李国秀,王克全. 中国环保产业. 2008(07)
[9]鼓泡塔中气泡尺寸分布和局部气含率研究[J]. 林松,李良超,王嘉骏,顾雪萍,冯连芳. 化学工程. 2008(02)
[10]计算流体力学常用数值方法简介[J]. 李志印,熊小辉,吴家鸣. 广东造船. 2004(03)
博士论文
[1]非牛顿流体中多气泡相互作用、聚并与破裂过程的数值模拟[D]. 刘静如.天津大学 2014
硕士论文
[1]基于Fluent的鼓泡塔反应器气液两相流数值模拟[D]. 徐小姿.新疆大学 2016
[2]气液两相反应器内流场特性的CFD模拟[D]. 郑权.大连理工大学 2016
[3]鼓泡塔气液两相及气液固三相流实验研究及数值模拟[D]. 李孟.天津大学 2015
[4]基于接触氧化与水生植物协同作用的城市内河就地截污装置研究[D]. 谭小红.宁波大学 2015
[5]曝气生物滤池气液两相流数值模拟及脱氮实验研究[D]. 王丽杰.哈尔滨工业大学 2014
[6]SMBR内流场特性实验及数值模拟研究[D]. 陶中兰.内蒙古工业大学 2014
[7]好氧颗粒反应器内泥—水—气三相流的CFD研究[D]. 程力维.长安大学 2012
[8]生物接触氧化-气浮和曝气生物滤池处理城市小区景观补给水的试验研究[D]. 刘桂桃.中北大学 2012
[9]基于数值计算的曝气池运行工况研究[D]. 高杨.哈尔滨工业大学 2011
[10]曝气生物流化池处理微污染水试验研究[D]. 方建文.山东建筑大学 2010
本文编号：3584870
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