發(fā)布時間：2017-05-24 05:05

  本文關(guān)鍵詞：旋流—平流沉砂池的構(gòu)建及數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于空氣污染及沖刷屋頂、地面上的污染物等,我國初期雨水污染嚴重,收集后無法直接利用,若直接排放,會對河流等造成污染。因此初期雨水處理極為重要。旋流和平流沉砂池是雨水處理工藝中常用的構(gòu)筑物,然則在長期的實際運用過程中發(fā)現(xiàn),因為旋流沉砂池存在著配水困難,攪拌槳上容易纏繞纖維物質(zhì),能耗大,以及產(chǎn)生的泥砂難于處理等問題,給污水處理帶來很大的困難;平流沉砂池存在著占地面積大,處理效果好但效率低下的問題。本文所研究旋流—平流沉砂池是一種運用于初期雨水處理的新型處理工藝,其采取串聯(lián)模式將格柵、混凝加藥、旋流沉砂池以及平流沉砂池有機的聯(lián)系起來,對初期雨水處理有重要的意義。文中以計算流體力學(CFD,Computational Fluid Dynamics)為基礎(chǔ),對旋流沉砂池和平流沉砂池分別進行了數(shù)值模擬,為旋流—平流沉砂池的設(shè)計提供有效的理論依據(jù)及部分設(shè)計參數(shù)。在旋流沉砂池設(shè)計過程中,通過編寫UDF程序,實現(xiàn)旋流沉砂池內(nèi)水力槳板的順利應(yīng)用,同時在計算過程中采用了多重參考系(MRF)技術(shù)。在模擬分析的過程中采用單因素控制法,在一定條件下,分別對進水流速、槳板葉片角度、槳板葉片數(shù)量,以及槳板距旋流沉砂池底部的距離等因素對旋流沉砂池除砂效果的影響做了計算分析。模擬計算結(jié)果表明,本文中旋流沉砂池在進水流速為1.0m/s,槳板葉片數(shù)量為3,傾角為60°,槳板距池底50mm時,沉砂效果最好。在平流沉砂池的數(shù)值計算中,對平流沉砂池內(nèi)回流現(xiàn)象的發(fā)生進行了分析說明,結(jié)果表明,由進水口處擋板的設(shè)置引起的回流有利于固體顆粒物的沉降,因此本文分析了在無擋板、擋板的水平位置在0.5m、1.0 m、1.5m、2.0 m處時對沉砂池流場造成的影響,得出結(jié)論:擋板在水平位置為1.5m處時,沉砂池除砂率最高。以旋流沉砂池和平流沉砂池的模擬計算結(jié)果做為理論支撐,利用旋流沉砂池和平流沉砂池的模擬中能達到最大除砂率的設(shè)計參數(shù)建立旋流—平流沉砂池,并進行抗沖擊模擬。最終得到結(jié)論:旋流—平流沉砂池在進水流速為1.0m/s,旋流沉砂池部分利用水力槳板,且槳板葉片數(shù)量為3,傾角為60°,槳板距池底50mm;平流沉砂池部分進水口擋板的水平位置在1.5m,池底坡度為0.02時,除砂率可達78.83%,同時可到達高效節(jié)能的目標;當進水流量擴大至1~1.3倍時,旋流—平流沉砂池除砂率可保證在78%左右,流量再增大會導致除砂率下降;當水質(zhì)條件惡化1~1.1倍時,旋流—平流沉砂池除砂率可保證在78%左右,水質(zhì)再惡化會導致除砂率下降。
【關(guān)鍵詞】：初期雨水 旋流沉砂池 平流沉砂池 數(shù)值模擬 除砂率
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU992
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 文獻綜述與選題11-19
• 1.1 研究課題的意義11-14
• 1.2 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 國外相關(guān)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)相關(guān)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本課題研究內(nèi)容及研究方法17-19
• 1.3.1 本課題的研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 本課題的研究方法18-19
• 第二章 旋流—平流沉砂池的構(gòu)建19-23
• 2.1 沉砂池的分類19-21
• 2.1.1 平流沉砂池19-20
• 2.1.2 曝氣沉砂池20
• 2.1.3 旋流沉砂池20-21
• 2.2 旋流—平流沉砂池21-23
• 2.2.1 組合及其功能21
• 2.2.2 各部分作用21-22
• 2.2.3 運行方式22-23
• 第三章 旋流—平流沉砂池的數(shù)學模擬23-35
• 3.1 控制方程23-24
• 3.1.1 質(zhì)量守恒方程23
• 3.1.2 動量守恒方程23-24
• 3.1.3 能量守恒方程24
• 3.1.4 組分質(zhì)量方程24
• 3.2 邊界條件24-25
• 3.3 Fluent中數(shù)學模型的建立25-34
• 3.3.1 Fluent的介紹25-26
• 3.3.2 控制方程的離散化26-28
• 3.3.3 數(shù)值方程的離散格式28
• 3.3.4 Fluent中具體的控制方程28-33
• 3.3.5 邊界條件的設(shè)置33-34
• 3.3.6 流場數(shù)值計算的方法34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 旋流沉砂池部分的水力模擬35-55
• 4.1 旋流沉砂池的模型35-37
• 4.1.1 幾何模型35
• 4.1.2 模型網(wǎng)格的劃分35-37
• 4.2 模型邊界條件的設(shè)置37-41
• 4.2.1 進出水口邊界條件設(shè)置37
• 4.2.2 槳板區(qū)域（動區(qū)域）的設(shè)置37-39
• 4.2.3 槳板的具體設(shè)置39-40
• 4.2.4 旋流沉砂池模型計算的設(shè)置40-41
• 4.3 旋流沉砂池部分單因素對比模擬41-49
• 4.3.1 進水口流速對沉砂效果的影響41-44
• 4.3.2 槳板葉片角度對沉砂池除砂率的影響44-47
• 4.3.3 槳板距池底的距離對除砂率的影響47-48
• 4.3.4 槳板葉片的數(shù)量對除砂率的影響48-49
• 4.4 旋流沉砂池部分模擬結(jié)果及分析49-54
• 4.4.1 旋流沉砂池速度場分析49-51
• 4.4.2 旋流沉砂池壓力場分析51
• 4.4.3 旋流沉砂池顆粒軌跡分析51-53
• 4.4.4 旋流沉砂池泥砂去除率分析53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 平流沉砂池部分的水力模擬55-67
• 5.1 平流沉砂池的模型55-56
• 5.1.1 幾何模型55
• 5.1.2 網(wǎng)格的劃分55-56
• 5.2 平流沉砂池邊界條件設(shè)置56-57
• 5.3 平流沉砂池部分單因素對比模擬57-61
• 5.3.1 擋板位置對沉砂池的影響57-60
• 5.3.2 平流沉砂池池底坡度對除砂率的影響60-61
• 5.4 平流沉砂池的數(shù)值模擬及結(jié)果分析61-65
• 5.4.1 平流式沉砂池的速度場分析61-64
• 5.4.2 平流式沉砂池的顆粒軌跡分析64-65
• 5.4.3 平流式沉砂池的泥砂去除率分析65
• 5.5 本章小結(jié)65-67
• 第六章 旋流—平流沉砂池的水力模擬及分析67-77
• 6.1 旋流—平流沉砂池的計算參數(shù)67-68
• 6.1.1 格柵部分67-68
• 6.1.2 混凝加藥單元68
• 6.1.3 旋流沉砂池與平流沉砂池部分68
• 6.2 旋流—平流沉砂池的模型68-69
• 6.3 旋流—平流沉砂池的模擬及計算結(jié)果說明69-74
• 6.4 旋流—平流沉砂池抗沖擊模擬74-76
• 6.4.1 旋流—平流沉砂池抗流量沖擊模擬75
• 6.4.2 旋流—平流沉砂池抗水質(zhì)沖擊模擬75-76
• 6.5 本章小結(jié)76-77
• 第七章 結(jié)論與建議77-85
• 7.1 結(jié)論77-78
• 7.2 建議78-85
• 致謝85-87
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文87

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