發(fā)布時(shí)間：2020-06-24 15:02

【摘要】：利用水利空化裝置處理污水是當(dāng)前比較常見(jiàn)的方法,而產(chǎn)生空化最常用的模型就是文丘里管。文丘里管與孔板的結(jié)合可以更好地產(chǎn)生空化,當(dāng)發(fā)生水力空化時(shí),會(huì)在空泡周圍極小空間內(nèi)產(chǎn)生熱點(diǎn),并伴隨瞬時(shí)高溫、高壓,具有強(qiáng)烈的微射流和沖擊波,并且可以釋放出巨大的能量,而我們就是利用這種能量去除污水中的一些細(xì)菌等。本論文擬利用文丘里管和孔板結(jié)合裝置進(jìn)行空化模擬研究。首先利用SolidWorks軟件,建立文丘里管與孔板的結(jié)合模型,然后利用GAMBIT軟件繪制網(wǎng)格,最后利用FLUENT軟件對(duì)文丘里管水力空化器進(jìn)行數(shù)值模擬研究。通過(guò)對(duì)40組水力空化裝置的大量模擬,確認(rèn)對(duì)于文丘里管空化效果影響最大的因素,從而得到最優(yōu)空化模型。在對(duì)文丘里管和孔板結(jié)合的單因素影響分析中,先后對(duì)有中心孔孔板和無(wú)中心孔孔板的孔板大小以及孔板厚度對(duì)于空化效果的影響進(jìn)行研究,進(jìn)而找到本研究模型中最佳的水力空化裝置。在多因素研究方面,本論文采用四因素四水平正交實(shí)驗(yàn)研究法,設(shè)計(jì)了 16組裝置進(jìn)行模擬,最后利用Minitab對(duì)于模擬結(jié)果進(jìn)行極差分析、回歸分析、方差分析以及R語(yǔ)言軟件進(jìn)行編程,對(duì)于空化模擬效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究的結(jié)果顯示無(wú)中心孔的孔板隨著孔板厚度的增加,空化效果越來(lái)越明顯,而有中心孔孔板的空化效果并不顯著。其次,參照影響因素的交互作用,通過(guò)多因素分析得到了影響文丘里管水力空化器空化效果的因素圖譜并找到最佳的水力空化裝置參數(shù)。最后,通過(guò)R語(yǔ)言編程進(jìn)一步確認(rèn)模擬效果的可行性。
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH69
【圖文】：

行數(shù)值模擬，在很短的時(shí)間內(nèi)，可以預(yù)測(cè)流體內(nèi)部發(fā)生的情況，為實(shí)驗(yàn)提供了很好地逡逑理論依據(jù)，節(jié)省了相當(dāng)大的時(shí)間人力物力，并且通過(guò)模擬等到的結(jié)果對(duì)于實(shí)驗(yàn)也有很逡逑好地參考作用。數(shù)值模擬的整流程如下圖２－１所示逡逑實(shí)際物理籠動(dòng)過(guò)程逡逑籠動(dòng)棋型：邐｜寵動(dòng)近似：￣逡逑珠籠、多相寵、稀薄凍、化邐薄層、拋物化、邊界層、無(wú)逡逑竽反應(yīng)流、粘彈性流、真買邐邐拈、芫全氣體、二維、定常、逡逑氣體等等邐不可壓等等逡逑邐邋偏微分＾程組邐邐逡逑邐邐｜數(shù)值格式：逡逑有限差分法、有限體積法、逡逑＝３有隈元法、邊界元法、咼法、逡逑，！邐摶殊方法等等逡逑￣代數(shù)‘程組邐邐逡逑數(shù)值格式：逡逑松弛迭代法、多重悶格法、逡逑龍格癢搭法、牛頓迭代法、逡逑＜邐三角迭代法等等逡逑邐邋邐１邐邋邐逡逑前處理邐％~|析邐Ｉ邋Ｉ邐＾邐逡逑Ｇｒｉｄ邋Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ邐Ｔｈｅｒｍｏｆｌｕｉｄ邋Ａｎａｌｙｓｉｓ邐＝５逡逑Ｃｏｎｒ＾ｘｉｔｅｒ邋Ｇｒａｐｈｉｃｓ逡逑圖２－１數(shù)值模擬的全過(guò)程逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ邋ｏｆ邋ｎｕｍｅｒｉｃａｌ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ逡逑２．１流體力學(xué)控制方程逡逑流體在流動(dòng)過(guò)程中所遵循三大定律，即質(zhì)量守恒定論、動(dòng)量守恒定律、衡量守恒逡逑定律。逡逑２．１．１質(zhì)量守恒方程（連續(xù)性方程）逡逑任何的流動(dòng)問(wèn)題都要滿足質(zhì)量守恒方程，在流場(chǎng)中任取一個(gè)封閉區(qū)域，這個(gè)區(qū)域逡逑稱為控制體，表面稱為控制面，單位時(shí)間內(nèi)從控制面流進(jìn)和流出的控制體流體質(zhì)量之逡逑差，等于單位時(shí)間內(nèi)控制體質(zhì)量增量。這是流體在流動(dòng)過(guò)程中的所遵循的質(zhì)量守恒定逡逑律

完整的主要分為五大部分，利用ＧＡＭＢＩＴ設(shè)計(jì)幾何形狀生成２Ｄ網(wǎng)格，ＴＧｒｉｄ用逡逑于從現(xiàn)有的邊界網(wǎng)格生成體網(wǎng)格，Ｆｉｌｔｅｒｓ可以轉(zhuǎn)換其他程序生成網(wǎng)格，然后導(dǎo)入逡逑ＦＬＵＥＮＴ進(jìn)行模擬。圖２－２為軟件各部分結(jié)構(gòu)。逡逑邐１邋Ｇｅｏｍｅｔｒｙ邋邐逡逑ＧＡＭＢｆＴ邐／－ｖ邋ｆｔｊｒｔｐｒｈ逡逑ｕｒ邋ＪＶｉｅｓｎ邋ｏｔｈｅｒ邋ＣＡＤ／ＣＡＥ邋邐逡逑？ｇ＾ｔｒｙｓｅｔｕｐ邐．邐邋Ｐａｃｋａｐｓ逡逑？邋２Ｄｙ６Ｄ邋ｍｅｓｈ邋ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ邐邐邐逡逑２Ｄ＾Ｄ邋Ｍｅｓｈ邐＼邋Ｂｏｕｎｄａｒｙ邐Ｂｏｕｎｄｗｙ邋ａｎｄ／ｏｒ逡逑邐邋＼邋Ｍｅｓｈ邐Ｖｏｌｕｍｅ邋Ｍｅｓｈ逡逑ＰｒｅＰＤＦ邐＼逡逑？邋ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＰＤＦ邐＼逡逑ｌｏｏｋ－ｕｐ邋ｔａｂｌｅｓ邐邐邋邐邋＼逡逑ＦＬＵＥＮＴ邐＼逡逑ＰＤＦ邋ｆｉｅｓ邐？邋ｍｅｓｈ邋ｉｍｐｏｒｔ邋ａｎｄ邋ａｄａｐｔｉｏｎ邐ＴＧｒｉｄ逡逑？邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌｓ邐？邋２Ｄ邋ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ邋ｍｅｓｈ逡逑？邋ｂｏｕｎｄａｒｙ邋ｒａｎｄｉｔｉｏｎｓ邐Ｍｅｓｈ邋？邋３Ｄ邋ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌ邋ｍｅｓｈ逡逑？邋ｍａｔｅｒｉａｌ邋ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邐＊邋２Ｄ邋ｏｒ邋３Ｄ邋ｈｙｂｒｉｄ邋ｍｅｓｈ逡逑？邐ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邐邐逡逑？邐ｐ0５ｔｐｒｏｃ？ｓｉｎｇ逡逑Ｍｅｓｈ逡逑圖２－２邋ＦＬＵＥＮＴ軟件各部分程序結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ邋ｏｆ邋ＦＬＵＥＮＴ逡逑２．２．１前處理逡逑１邋．ＧＡＭＢＩＴ逡逑ＧＡＭＢＩＴ是ＦＬＵＥＮＴ公司研發(fā)的前處理軟件

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 盧義玉;王曉川;康勇;陳宇龍;;縮放型噴嘴產(chǎn)生的空化射流流場(chǎng)數(shù)值模擬[J];中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

2 王惠敏;孫三祥;;水力空化中雷諾數(shù)與空化數(shù)關(guān)系的研究[J];環(huán)境工程;2008年06期

3 王麗麗;丁雅;袁瑞靈;;淺談水污染問(wèn)題[J];決策探索(下半月);2008年09期

4 李彬民;劉海麗;張寧寧;李清方;;文丘里管水力空化發(fā)生器數(shù)值模擬[J];油氣田地面工程;2008年06期

5 鄧松圣;沈銀華;李趙杰;馮劍;仝建武;;空化射流噴嘴流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào);2008年02期

6 李浩然;郝瀅潔;路紫;;我國(guó)水資源特點(diǎn)及其對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響[J];國(guó)土與自然資源研究;2007年04期

7 張銳;;中國(guó)水污染的沉重報(bào)告[J];中外企業(yè)文化;2007年09期

8 張曉冬,李志義,武君,劉學(xué)武,劉東學(xué),夏遠(yuǎn)景;水力空化對(duì)化學(xué)反應(yīng)的強(qiáng)化效應(yīng)[J];化工學(xué)報(bào);2005年02期

本文編號(hào)：2728019