基于CFD的四边形内循环流化床流体力学性质分析及其性能优化研究

发布时间：2023-12-24 15:23

　　生物三相流化床是将传统活性污泥法与生物膜法相结合并引入化工流态化技术应用于(污)废水处理的一种新型生物处理设备。在其优良的流体力学性能、高效传热传质、抗冲击负荷和污泥负荷范围宽等特点地基础上，进一步发展成在技术经济(设备、土建、安装)、处理能力、工程美观方面存在优势的四边形内循环流化床，其在多个工业规模的运行成本相对低，出水达标，表明其符合水处理行业节能减排的要求。 目前国内外对三相流化床处理(污)废水的研究有20多年历史，处于发展阶段。流化床的不同结构尺寸(含内构件)对床体内流动结构、多相结构时空分布、相际接触的质能传递等影响都极为复杂，致使实际工程的设计、操作、控制仍局限于有限的经验参数。本文借助计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)技术，采用Eulerian-Eulerian多相流模型对四边形内循环流化床内部流体力学性质进行三维可视化模拟，基于建立的模型比较不同操作条件、床体结构和内构件对流态及流体力学性能的影响，进行流化床的优化设计，节省试验费用，为反应器的工程放大提供理论支持。 通过置入十字型内构件实现流化床底隙区多相流矢量由混沌到归...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 流态化及流化床的研究现状
        1.2.2 CFD 研究现状
    1.3 研究意义
    1.4 研究内容
第二章 CFD 基础理论及其模型概述
    2.1 计算流体力学基础理论
    2.2 CFD 基础模型概述
        2.2.1 湍流模型（Turbulence Model）
        2.2.2 多相流模型（Multi-phase Model）
        2.2.3 相间动量转移模型（Interphase Momentum Transfer Model）
        2.2.4 边界条件
    2.3 CFD 软件介绍
第三章 底隙十字挡板对四边形流化床流体力学性能优化数值模拟
    3.1 前言
    3.2 模型建立
        3.2.1 研究对象
        3.2.2 湍流模型
        3.2.3 多相流模型
        3.2.4 相间动量转移模型
        3.2.5 操作条件和边界条件
        3.2.6 求解参数设置
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 网格无关性研究
        3.3.2 流体力学性能分析
    3.4 结论
第四章 十字形与漏斗型内构件耦合强化四边形流化床流体力学性能模拟研究
    4.1 前言
    4.2 模型建立
        4.2.1 研究对象
        4.2.2 数学模型和计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 流体力学性能分析
    4.4 结论
第五章 基于污废水处理的四边形流化床结构参数反馈数值模拟
    5.1 前言
    5.2 模型建立
        5.2.1 研究对象
        5.2.2 数学模型
        5.2.3 操作条件与边界条件
        5.2.4 求解参数设置
    5.3 不同结构参数对流体力学性能的影响
        5.3.1 导流筒边长的影响
        5.3.2 导流筒与底部距离的影响
        5.3.3 导流筒与液面距离的影响
    5.4 结论
结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
符号说明
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3874781