平流沉淀池内流场特性及悬浮颗粒迁移规律的模拟研究

发布时间：2020-11-03 01:45

　　 平流沉淀池作为常见的固液分离构筑物,在给水处理厂中发挥无可替代的作用,由于其具有运行效果稳定、抗冲击能力较强、出水水质较好等特点,适用于各类水厂。然而在实际工程运行过程中,存在配水不均、出水水质偏差等问题。随着城市水厂建设的不断完善,如何实现其优化设计和高效运行具有十分重要意义。本文借助计算流体力学(CFD)软件在平流沉淀池三维模型基础上,利用正交试验设计方法,实现对配水渠内部结构细化和指型出水槽的优化设计,为实际构筑物设计参数优选及高效运行提供理论指导。对于构筑物穿孔墙流速分布不均及各廊道流量分配不均的问题,将沉淀池内流场简化成单相流,细化配水渠内导流墙构造,改变离边墙距离L2、弧形部分半径r、直线部分长度LI及距出口距离D,通过分析穿孔墙流速分布标准差σ及廊道分配流量均匀性指标rQ,利用正交试验分析方法,综合分析得到各因素影响显著性顺序为:弧形部分半径导流墙形状离边墙距离直线部分长度,确定出导流墙结构最佳组合优化方案为:采用弧形,L2=0.60m,r=0.77m,L1=0.34m,在优化方案下,穿孔墙孔洞流速分布标准差σσ=0.01067,流量均匀性指标rQ=0.9635。在进水流量一定时,出水水质还受溢流出水槽的设置方式有关,本文选择指型出水槽,通过改变指型出水槽长度、条数、槽宽,以去除率为评测指标,利用正交试验分析方法,得到各因素影响显著性顺序为:总槽长槽宽槽条数,并设计得到指型出水槽最佳组合优化方案为:槽条数为7条,总槽长为33.4m,槽宽为0.34m,去除率为94.89%。由于实际运行本文所模拟结果可能存在一定差异,但可为构筑物优化提供指导,且在设计过程中不能全凭经验和个人主观选择,应根据水质及构筑物自身特点,合理设置相关参数,从而达到最佳处理效果。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU991.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 课题的提出
    1.3 国内外沉淀池数值模拟研究历程
    1.4 研究内容及方法
    1.5 研究目的及意义
第2章 平流沉淀池工作原理及模型构建
    2.1 沉淀原理及平流沉淀池的特点
    2.2 平流沉淀池运行工况影响因素
    2.3 研究对象概述及模型构建
    2.4 流体力学基本控制方程
    2.5 模型验证
第3章 平流沉淀池配水渠内结构优化设计
    3.1 引言
    3.2 研究模型的建立
    3.3 配水渠效率评价指标
    3.4 正交试验设计优化分析方法
    3.5 配水渠内部结构细化方案选择
    3.6 导流墙的正交试验优化分析
    3.7 本章小结
第4章 出水槽设置型式对悬浮颗粒迁移影响研究
    4.1 引言
    4.2 模型参数设定及评测效率的指标
    4.3 出水槽的优化设计
    4.4 模拟结果分析
    4.5 本章小结
第5章 模拟结果与实际工程对比分析
    5.1 引言
    5.2 配水渠内部结构模拟结果与实际工程对比分析
    5.3 指型出水槽构造模拟结果与实际工程对比分析
    5.4 本章小结
结论与创新点
    结论
    创新点
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

【参考文献】

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本文编号：2867901