為了獲得水力旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)最佳匹配方案進(jìn)而提高旋流器的分離性能,以處理生活污水用軸入式水力旋流器為研究對象,基于響應(yīng)面優(yōu)化方法,以高靈敏度結(jié)構(gòu)參數(shù)變量作為輸入指標(biāo),以模擬獲得的分離效率結(jié)果作為響應(yīng)面優(yōu)化指標(biāo),完成旋流分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)與城市生活污水中懸浮物去除效率間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型構(gòu)建,掌握不同結(jié)構(gòu)參數(shù)與分離器分離效率間的響應(yīng)關(guān)系�；跇�(gòu)建的數(shù)學(xué)關(guān)系模型對旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到水力旋流器高靈敏度結(jié)構(gòu)最佳參數(shù)為:主直徑D=57.141mm、大錐段長度L₂=85.716mm、小錐段長度L₃=576.814mm,并基于數(shù)值模擬方法對優(yōu)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗證。結(jié)果顯示,水力旋流分離器結(jié)構(gòu)經(jīng)優(yōu)化后與初始結(jié)構(gòu)相比較,分離效率由90.832%提高到91.836%,驗證了響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。 

【文章來源】：化工機(jī)械. 2020,47(06)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

城市污水處理用水力旋流器結(jié)構(gòu)及分離原理

水力旋流器結(jié)構(gòu)示意圖

采用Gambit軟件對柱段、錐段及出水管等進(jìn)行分段網(wǎng)格劃分，對內(nèi)錐小端近壁區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密處理。開展網(wǎng)格無關(guān)性檢驗，在不同的劃分水平下網(wǎng)格單元數(shù)分別為125 710、226 541、305 719、325 800、458 716。利用數(shù)值模擬分析不同網(wǎng)格劃分水平的流體域模型，檢驗指標(biāo)設(shè)定為水相出口壓力降。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)增大到325 800與458 716時，底流出口壓力降基本穩(wěn)定，表明此時數(shù)值模擬結(jié)果與網(wǎng)格數(shù)無關(guān)，則后續(xù)的模擬分析選用模型網(wǎng)格數(shù)為325 800，圖3為網(wǎng)格劃分情況，其網(wǎng)格有效率為100%。數(shù)值模擬時設(shè)定溢流分流比為20%，模擬介質(zhì)城市污水為水與懸浮物兩相，具體物性參數(shù)以某污水廠實測數(shù)據(jù)為參考，設(shè)置模擬介質(zhì)物性參數(shù)表（表2）。數(shù)值模擬采用雷諾應(yīng)力模型，采用SIMPLEC算法進(jìn)行速度壓力耦合，墻壁為無滑移邊界條件，動量、湍動能和湍流耗散率為二階迎風(fēng)離散格式，收斂精度設(shè)為10-6，邊界條件為壁面不可滲漏、無滑移。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種應(yīng)用于雙錐型液-液旋流器的導(dǎo)葉設(shè)計新方法[J]. 何利民,田洋陽,羅小明.  石油學(xué)報(石油加工). 2018(03)
[2]離散相粒徑對旋流器分離性能的影響[J]. 張勇,邢雷,蔣明虎,張艷.  東北石油大學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[3]基于離散相運(yùn)移軌跡的新型旋流入口結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 蔣明虎,邢雷,張勇.  流體機(jī)械. 2017(10)
[4]采出液黏度對三相分離旋流器性能的影響[J]. 徐保蕊,蔣明虎,趙立新.  機(jī)械工程學(xué)報. 2017(08)
[5]基于Fluent網(wǎng)格變形的旋流器的形狀優(yōu)化[J]. 蔣明虎,譚放,金淑芹,龍桂蘭,陳桂芹,徐保蕊.  化工進(jìn)展. 2016(08)
[6]聚結(jié)—旋流分離裝置流場特性的數(shù)值模擬分析研究[J]. 趙文君,趙立新,徐保蕊,蔣明虎.  流體機(jī)械. 2015(07)
[7]溢流管結(jié)構(gòu)對三相分離器分離效率的影響[J]. 趙立新,王羕,羅雅君,車鑫,張勇,成慶林.  流體機(jī)械. 2014(03)

碩士論文
[1]旋流場內(nèi)離散相油滴運(yùn)移軌跡研究[D]. 邢雷.東北石油大學(xué) 2016
[2]井下兩級串聯(lián)旋流分離技術(shù)研究[D]. 王羕.東北石油大學(xué) 2014
[3]新型螺旋入口水力旋流器模擬分析及實驗研究[D]. 盛慶嬌.東北石油大學(xué) 2013
[4]聚結(jié)技術(shù)處理含油污水的實驗研究[D]. 周建.中國石油大學(xué) 2009



本文編號：3483758