本文關(guān)鍵詞：微渦旋網(wǎng)格絮凝池特性參數(shù)的數(shù)值模擬與過(guò)程優(yōu)化　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 微渦旋網(wǎng)格絮凝池 數(shù)值模擬 湍動(dòng)能 湍動(dòng)能耗散率 渦旋尺寸

【摘要】：凈水廠(chǎng)的工藝過(guò)程一般包括混合、絮凝、沉淀、過(guò)濾和消毒。絮凝是整個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵階段,它直接決定了水廠(chǎng)出水效果。微渦旋網(wǎng)格絮凝池是應(yīng)用最為廣泛的絮凝池形式之一,因此,對(duì)網(wǎng)格絮凝池設(shè)計(jì)特性參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬與過(guò)程優(yōu)化顯得尤為重要。本文在絮凝動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上,利用計(jì)算流體力學(xué)軟件(Fluent)對(duì)網(wǎng)格絮凝池進(jìn)行模擬計(jì)算,確定最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù),用以?xún)?yōu)化工程設(shè)計(jì)。本文以微渦旋網(wǎng)格絮凝池各設(shè)計(jì)參數(shù)為變量,利用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型及Realizable k-ε模型作為數(shù)值模擬方法,將湍動(dòng)能k、湍動(dòng)能耗散率ε、速度梯度G'及渦旋尺寸λ作為絮凝效果評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)分析流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)探討最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。研究結(jié)果表明:(1)在絮凝池內(nèi)安放網(wǎng)格會(huì)大幅度提高能量利用率,改善水流的湍動(dòng)狀態(tài),增加微渦旋數(shù)量,且網(wǎng)格應(yīng)懸空置于絮凝池豎井中;(2)在微渦旋網(wǎng)格絮凝池單層?xùn)艞l二維數(shù)值模擬中,對(duì)柵條寬度5 mm-80 mm,柵條間距20 mm-120 mm,入口流速0.06 m/s-0.3m/s進(jìn)行單因素模擬,當(dāng)柵條寬度80 mm,柵條間距20 mm,入口流速0.3 m/s時(shí),其產(chǎn)生的湍動(dòng)能及湍動(dòng)能耗散率最大,但當(dāng)其產(chǎn)生的水流剪切力過(guò)大時(shí),會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)產(chǎn)生的絮體被破壞,因此應(yīng)將其控制在一定范圍內(nèi),保證良好的絮凝效果;(3)合理的網(wǎng)格板間距對(duì)于提高輸入能量的利用率有良好的促進(jìn)作用;(4)在網(wǎng)格絮凝池三維模擬中,提出了四組具有較好絮凝效果的設(shè)計(jì)參數(shù):柵條寬度50 mm,柵條間距120 mm,入口流速0.3 m/s,網(wǎng)格板間距200 mm;柵條寬度50 mm,柵條間距110 mm,入口流速0.3 m/s,網(wǎng)格板間距700 mm;柵條寬度70 mm,柵條間距40 mm,入口流速0.2 m/s,網(wǎng)格板間距300 mm;柵條寬度40 mm,柵條間距20 mm,入口流速0.08 m/s,網(wǎng)格板間距700 mm。
[Abstract]:The process of water purification plant generally includes mixing, flocculation, precipitation, filtration and disinfection. Flocculation is the key stage of the whole process. The micro-vortex grid flocculation tank is one of the most widely used flocculation pool forms. It is very important to simulate and optimize the design characteristic parameters of grid flocculation tank. This paper is based on the flocculation kinetics. The computational fluid dynamics software (CFD) was used to simulate and calculate the grid flocculation tank, and the optimal design parameters were determined to optimize the engineering design. In this paper, the design parameters of the micro-vortex grid flocculating tank were taken as variables. The standard k- 蔚 model and Realizable k- 蔚 model are used to simulate the turbulent kinetic energy k and the turbulent kinetic energy dissipation rate 蔚. Velocity gradient G 'and vortex size 位 are used as evaluation indexes of flocculation effect. The results show that the grid placement in the flocculation tank can greatly improve the energy utilization rate, improve the turbulent state of the water flow and increase the number of micro-vortices. And the grid should be suspended in the flocculation pool shaft; (2) in the two-dimensional numerical simulation of single-layer grid in a micro-vortex grid flocculation cell, the width of the strip is 5 mm-80 mm and the gap between the bars is 20 mm-120 mm. The inlet velocity of 0.06 m / s -0.3 m / s was simulated by a single factor, when the width of the bar was 80 mm, the gap between the bars was 20 mm, and the velocity of inlet was 0.3 m / s. The turbulent kinetic energy and the dissipation rate of turbulent kinetic energy are the largest, but when the flow shear force is too large, the produced flocs will be destroyed, so it should be controlled within a certain range to ensure good flocculation effect. 3) reasonable grid spacing can promote the utilization of input energy. 4) in the three-dimensional simulation of grid flocculation tank, four design parameters with good flocculation effect are proposed: the width of grid strip is 50mm, the spacing of grid strip is 120mm, and the inlet velocity is 0.3 m / s. Mesh spacing 200mm; The width of the bar is 50 mm, the gap between the bars is 110 mm, the inlet velocity is 0.3 m / s, and the grid spacing is 700 mm; The width of grid strip is 70 mm, the gap of grid bar is 40 mm, the inlet velocity is 0.2 m / s, the spacing of grid plate is 300 mm; The width of the bars is 40 mm, the gap between the bars is 20 mm, the inlet velocity is 0.08 m / s, and the grid spacing is 700 mm..
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ085.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李鏡明 ,周成湘 ,江小林;試論波紋板絮凝池的合理化設(shè)計(jì)[J];武漢建材學(xué)院學(xué)報(bào);1983年03期

2 黃其龍;李鏡明;;絮凝池能耗分配數(shù)學(xué)模型的研究[J];武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1990年03期

3 武道吉,王新文,修春海;絮凝動(dòng)力致因分析[J];山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào);2000年01期

4 梁春光;鄧曉剛;;自激振蕩新型絮凝器的研究[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2006年06期

5 王乃忠;絮凝動(dòng)力模式的推導(dǎo)與應(yīng)用[J];甘肅科學(xué)(甘肅省科學(xué)院學(xué)報(bào));1991年01期

6 汪義強(qiáng),陳超;水力絮凝池發(fā)展與展望[J];凈水技術(shù);2005年01期

7 陳林;鄧曉剛;;自激振蕩管道式絮凝器的機(jī)理研究及實(shí)驗(yàn)[J];機(jī)械工程師;2006年12期

8 張秉斌;楊開(kāi)明;楊小林;王華;;折板絮凝池內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬和絮凝效果分析[J];環(huán)境工程;2008年06期

9 劉強(qiáng);豎流折板絮凝原理及其工藝設(shè)計(jì)[J];有色冶金設(shè)計(jì)與研究;1999年02期

10 孫友勛,時(shí)鈞,范瑾初,劉新超;異波折板絮凝池絮凝的機(jī)理與絮凝常數(shù)[J];南京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 王碧波;;吳涇化工廠(chǎng)絮凝平流沉淀池設(shè)計(jì)體會(huì)[A];2012年全國(guó)建筑給水排水學(xué)術(shù)論壇專(zhuān)題論文[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 于立群;慣性效應(yīng)是絮凝的動(dòng)力學(xué)致因[N];中華建筑報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 陳威;絮凝攪拌能耗分布優(yōu)化模式及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D];華中科技大學(xué);2011年

2 楊開(kāi)明;折板絮凝池流場(chǎng)試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];西南交通大學(xué);2009年

3 鄧曉剛;脈沖電浮成套環(huán)保裝置的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王永威;柵條絮凝池優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

2 方千里;圓形網(wǎng)格孔眼對(duì)網(wǎng)格絮凝池絮凝水力條件的影響研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

3 張信;垂直軸式機(jī)械絮凝池的數(shù)值模擬研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

4 孟露;再生水梯級(jí)調(diào)時(shí)絮凝實(shí)驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2014年

5 任婷婷;絮凝攪拌效果的試驗(yàn)及流場(chǎng)模擬研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2016年

6 陳帥朋;帶有新型強(qiáng)化絮凝裝置的下向流沉淀設(shè)備的研究[D];重慶大學(xué);2016年

7 趙琦;微渦旋網(wǎng)格絮凝池特性參數(shù)的數(shù)值模擬與過(guò)程優(yōu)化[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

8 丁美蘭;旋流擾流絮凝池流場(chǎng)數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

9 齊欣;對(duì)網(wǎng)格絮凝池內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬的研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

10 申鋒;機(jī)械絮凝池流場(chǎng)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：1380501