水温对二沉池运行影响的数值模拟

发布时间：2025-01-17 15:31

　　本文以计算流体力学（CFD）作为仿真计算平台，模拟水温对平流式二沉池和辐流式二沉池运行的影响。 借助改进的RNG k-ε两方程湍流模型和简化的多相流混合（Mixture）模型的基础上，通过人机交互界面编写液相密度和粘度随温度变化的程序，建立温度数学模型，通过对比Johnson对水库水温变化的实测数据验证了模型和模拟方法的可靠性。将验证后的数学模型应用于平流式二沉池和辐流式二沉池的模拟。 通过模拟平流式二沉池在不同水温下（5℃²0℃）池内的流态及颗粒浓度分布，获得出水固体颗粒浓度随水温的变化规律。模拟结果发现池内流态和浓度分布随着水温的变化存在着一定的差异，出水固体颗粒的浓度随着水温的升高而减小，低水温会造成出水水质变差。采取增大颗粒粒径、密度和在二沉池出水口前加设挡板的措施均能有效降低出水固体颗粒的浓度。 进水和池内水存在温差时，模拟水温高于池内的水进入平流式二沉池内后池内水流的变化，高水温进水形成浮力流，改变了原有的流态，池内存在明显的水温分界面。随着高温水持续进入二沉池内，池内温差减小，池内流态恢复到常态，在此过程中，固体颗粒去除率先减小后增大。 ...

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【部分图文】：

图2.3流场数值计算方法分类图

图2.3流场数值计算方法分类图耦合式求解法通过联立求解离散方程组来获得各个变数值(u、v、w、p)。主应用于求解有限速率反应模型、高速可压缩流等，耦合式求解法计算效率低且存消耗大。分离求解法通过按顺序逐个求解各变量的离散方程组，避免了直接求解联立程组，不仅减小了计算所需的内存....

图2.4网格类型

即压力的隐式算子分割算法，它源于非稳态可压缩流体的建立的一种压力速度计算程序。与SIMPLE算法不同，PIOS算法是步修正。格的划分和边界条件限体积法将计算区域离散的过程是：把区域划分成有限个互不重迭计算网格，所以网格是模拟和分析的载体，是CFD模型的几何表达质量和数量....

图3.1水库立面图

图3.1水库立面图充满21.4℃的水，然后将16.7℃的冷水从入口入水库，出水位置于距出口断面底部0.15m处直径出流流量均为0.00063m3/s。图3.2为出水水温随时出水水温开始下降的时间比实测值略晚，但比文献整体曲线趋势走向和实验测量值及文献值一致。表验....

图3.3平流式二沉池结构示意图

表面负荷q=1m3/(m2.h)。平流式二沉池总长度为43.8m，有效水深4.05m，宽3.5m，其具体几何尺寸如图3.3所示。为配水均匀，进口处设有穿孔花墙，出口采用指形槽并通过溢流堰出水，沉淀池采用非金属链板式刮泥。由于刮泥机运行缓慢，排泥方式对池内流场扰动较小，模....

本文编号：4028249