水平旋流沉淀池的三维数值模拟研究
发布时间：2021-12-09 06:21
沉淀过程作为污水处理过程中一环相当重要的工艺技术,目前主要利用重力沉淀效应对污水中充斥着的大量悬浮物进行去除,其净化效果决定着整个污水处理体系的复杂程度和运行成本。依据流体力学理论,沉淀池内除了重力对悬浮物的沉淀有重要作用外,还存在着对悬浮物的运行特性起着非常重要作用的其它力,例如:Basset力、Saffman力和Magnus力等。构建合理的内部流场可有效改变沉淀池的水力特性,对沉淀效果有着极大的影响。本研究以流体力学原理为指导,构建了一种新型旋流式沉淀池,并就这种旋流式沉淀池的水力特性和悬浮颗粒的运动规律进行了分析研究,最后利用Fluent软件,分别对新构建的旋流沉淀池和现有的辐流式沉淀池的水力特性进行了数值模拟。对沉淀池内部固相颗粒物的运行特性进行了分析对比研究。分析计算结果表明,在相同的入水流量条件下,等体积的旋流式沉淀池与目前通行的辐流式沉淀池相比较,具有更高的沉淀效率;在沉淀效率相同时,等体积的旋流式沉淀池对于污水具有更大的处理量。本研究是为沉淀池进一步提高悬浮物去除能力提供新的思路以及理论支持,在沉淀池优化设计方面具有重要意义。
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
第二章 水平旋流池的构建
2.1 流场内固体颗粒物的受力分析
2.1.1 恒定存在力
2.1.2 与相间相对运动方向一致的力
2.1.3 与相间运动方向垂直的力
2.2 颗粒物受力计算比较
2.3 颗粒物在旋转时径向受力
2.4 基本控制方程
2.4.1 质量守恒方程
2.4.2 动量守恒方程
2.4.3 能量守恒方程
2.5 颗粒物堆积状态分析
第三章 数值模拟计算
3.1 辐流池模型结构
3.2 旋流池模型结构
3.3 模拟计算步骤
3.4 Gambit软件网格划分
3.5 选择求解器和环境
3.6 两相流模型
3.6.1 连续介质模型
3.6.2 流体拟颗粒模型
3.6.3 离散相模型
3.7 湍流模型
3.8 模型计算参数
3.9 边界条件
3.10 判断收敛条件
第四章 模拟结果分析
4.1 辐流池流场分析
4.2 旋流池流场分析
4.3 离散相模型结果分析
第五章 结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]辐流式沉淀池挡板尺寸对温差异重流水力特性影响的三维模拟[J]. 魏文礼,白朝伟,刘玉玲. 西安理工大学学报. 2016(01)
[2]辐流式沉淀池液固两相流力学特性三维数值模拟[J]. 刘玉玲,张沛,魏文礼,郑艳. 水资源与水工程学报. 2013(04)
[3]辐流式沉淀池液固两相流力学特性二维数值模拟[J]. 刘玉玲,张沛,魏文礼. 武汉大学学报(工学版). 2013(04)
[4]超大型周进周出式沉淀池优化设计中的水力性能数值模拟[J]. 王磊磊,许光明,陈俊,周奇,王国华. 河海大学学报(自然科学版). 2012(02)
[5]辐流式二次沉淀池固液两相流三维数值模拟[J]. 叶飞,许文峰,王学超. 中国给水排水. 2011(09)
[6]周边进水周边出水式沉淀池水力特性的示踪实验研究[J]. 刘百仓,刘璐,张华,白玉华,马军. 西南给排水. 2010 (01)
[7]谈城镇污水处理厂辐流式二沉池形式[J]. 黄海宇,雷恒毅. 广东科技. 2009(06)
[8]基于计算流体力学的辐流式二沉池数值模拟[J]. 肖尧,施汉昌,范茏. 中国给水排水. 2006(19)
[9]计算流体力学的发展及应用[J]. 魏淑贤,沈跃,黄延军. 河北理工学院学报. 2005(02)
[10]平流式沉淀池数值模拟分析[J]. 蔡金傍,朱亮,段祥宝. 河海大学学报(自然科学版). 2004(01)
博士论文
[1]基于固液两相紊流理论的近岸悬移质泥沙运动数值研究[D]. 李勇.清华大学 2007
硕士论文
[1]利用CFD技术对高密度沉淀池沉淀区的数值模拟和优化改进[D]. 何彦.西南交通大学 2013
[2]活性污泥系统二沉池流体动力学特性与功能研究[D]. 张桂英.西安建筑科技大学 2012
[3]周进周出式二次沉淀池数值模拟[D]. 全荣.湘潭大学 2011
[4]周进周出沉淀池流体动力学分析计算[D]. 方杰.太原科技大学 2010
[5]辐流式沉淀池的数值模拟[D]. 付立静.合肥工业大学 2010
[6]计算流体力学（CFD）在初沉池中的应用[D]. 曹月波.天津大学 2007
[7]基于FLUENT的旋流池数值模拟与优化研究[D]. 龙曼.重庆大学 2006
[8]沉淀池重要结构参数研究[D]. 何国建.河海大学 2004
[9]数值模拟在辐流式沉淀池中的应用[D]. 姚文兵.大连海事大学 2003
本文编号：3530100
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
第二章 水平旋流池的构建
2.1 流场内固体颗粒物的受力分析
2.1.1 恒定存在力
2.1.2 与相间相对运动方向一致的力
2.1.3 与相间运动方向垂直的力
2.2 颗粒物受力计算比较
2.3 颗粒物在旋转时径向受力
2.4 基本控制方程
2.4.1 质量守恒方程
2.4.2 动量守恒方程
2.4.3 能量守恒方程
2.5 颗粒物堆积状态分析
第三章 数值模拟计算
3.1 辐流池模型结构
3.2 旋流池模型结构
3.3 模拟计算步骤
3.4 Gambit软件网格划分
3.5 选择求解器和环境
3.6 两相流模型
3.6.1 连续介质模型
3.6.2 流体拟颗粒模型
3.6.3 离散相模型
3.7 湍流模型
3.8 模型计算参数
3.9 边界条件
3.10 判断收敛条件
第四章 模拟结果分析
4.1 辐流池流场分析
4.2 旋流池流场分析
4.3 离散相模型结果分析
第五章 结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]辐流式沉淀池挡板尺寸对温差异重流水力特性影响的三维模拟[J]. 魏文礼,白朝伟,刘玉玲. 西安理工大学学报. 2016(01)
[2]辐流式沉淀池液固两相流力学特性三维数值模拟[J]. 刘玉玲,张沛,魏文礼,郑艳. 水资源与水工程学报. 2013(04)
[3]辐流式沉淀池液固两相流力学特性二维数值模拟[J]. 刘玉玲,张沛,魏文礼. 武汉大学学报(工学版). 2013(04)
[4]超大型周进周出式沉淀池优化设计中的水力性能数值模拟[J]. 王磊磊,许光明,陈俊,周奇,王国华. 河海大学学报(自然科学版). 2012(02)
[5]辐流式二次沉淀池固液两相流三维数值模拟[J]. 叶飞,许文峰,王学超. 中国给水排水. 2011(09)
[6]周边进水周边出水式沉淀池水力特性的示踪实验研究[J]. 刘百仓,刘璐,张华,白玉华,马军. 西南给排水. 2010 (01)
[7]谈城镇污水处理厂辐流式二沉池形式[J]. 黄海宇,雷恒毅. 广东科技. 2009(06)
[8]基于计算流体力学的辐流式二沉池数值模拟[J]. 肖尧,施汉昌,范茏. 中国给水排水. 2006(19)
[9]计算流体力学的发展及应用[J]. 魏淑贤,沈跃,黄延军. 河北理工学院学报. 2005(02)
[10]平流式沉淀池数值模拟分析[J]. 蔡金傍,朱亮,段祥宝. 河海大学学报(自然科学版). 2004(01)
博士论文
[1]基于固液两相紊流理论的近岸悬移质泥沙运动数值研究[D]. 李勇.清华大学 2007
硕士论文
[1]利用CFD技术对高密度沉淀池沉淀区的数值模拟和优化改进[D]. 何彦.西南交通大学 2013
[2]活性污泥系统二沉池流体动力学特性与功能研究[D]. 张桂英.西安建筑科技大学 2012
[3]周进周出式二次沉淀池数值模拟[D]. 全荣.湘潭大学 2011
[4]周进周出沉淀池流体动力学分析计算[D]. 方杰.太原科技大学 2010
[5]辐流式沉淀池的数值模拟[D]. 付立静.合肥工业大学 2010
[6]计算流体力学（CFD）在初沉池中的应用[D]. 曹月波.天津大学 2007
[7]基于FLUENT的旋流池数值模拟与优化研究[D]. 龙曼.重庆大学 2006
[8]沉淀池重要结构参数研究[D]. 何国建.河海大学 2004
[9]数值模拟在辐流式沉淀池中的应用[D]. 姚文兵.大连海事大学 2003
本文编号：3530100
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3530100.html
