氧化溝工藝在我國的污水處理領域有著廣泛的應用,這是由于氧化溝工藝具有良好的脫氮除磷效果,耐沖擊負荷強,出水水質(zhì)穩(wěn)定,但同時氧化溝具有復雜的水力學特性。將計算流體力學模擬軟件應用于氧化溝的模擬研究,可以快速準確地獲取氧化溝內(nèi)的水力學特性,并且可以研究水力學特性參數(shù)的變化對氧化溝處理效率與穩(wěn)定運行的的影響,對設備的調(diào)節(jié)、氧化溝的設計與優(yōu)化具有一定的指導意義。論文使用Fluent軟件建立了氧化溝工藝的模型,對氧化溝進行了水力學特性的模擬,主要結(jié)論如下:(1)對氧化溝建立了氣液兩相流模型,其中紊流模型選用了 RNGk-ε模型,多相流模型選用了 VOF模型,曝氣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動區(qū)域的模擬選用了動參考系模型(MRF)。提取了氧化溝模型直道段5個斷面共25條測線的縱向速度分量,彎道段2個斷面共10條測線的縱向、橫向、垂向的速度分量,并與實測值進行了對比分析,結(jié)果表明縱向流速與垂向流速的模擬值與實測值具有較高的吻合度,彎道處橫向流速的模擬值與實測值雖有一定的偏差,但能夠大致反應出橫向流速沿高度方向的變化規(guī)律,模擬結(jié)果具有一定的可靠性;可以將RNGk-ε模型、VOF模型、動參考系模型應用于氧化溝氣液兩相流的數(shù)值模擬研究。(2)研究了氧化溝內(nèi)曝氣轉(zhuǎn)盤四種不同的浸沒比對氧化溝流場結(jié)構、垂向流速分布、氣體體積分數(shù)分布的影響,得到了曝氣轉(zhuǎn)盤最優(yōu)浸沒比為1/2～1/3。(3)由于在傳統(tǒng)矩形斷面的氧化溝的底部容易發(fā)生污泥淤積的現(xiàn)象,在本次研究中,將氧化溝的矩形斷面進行了優(yōu)化,設計了“U形”、“U1形”、“U2”形三種斷面,并對不同斷面形式的氧化溝進行了模擬研究,并從流場結(jié)構、氣相分布以及能量轉(zhuǎn)移的角度進行對比分析,確定了氧化溝的最優(yōu)斷面形式為“U2形”斷面。(4)在滿足氧化溝生化反應需氧量的前提下,研究了曝氣轉(zhuǎn)盤三種不同的開啟方式對流速分布以及氣體體積分數(shù)分布的影響,通過比選確定了“工況三”的開啟方式為最佳的開啟方式。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

圖 3-1 模型尺寸Figure 3-1 Model size格劃分立的氧化溝模型，直道段與彎道段均采用結(jié)構性網(wǎng)格，保證了網(wǎng)格質(zhì)量。盤區(qū)域的旋轉(zhuǎn)運動，對該區(qū)域采用較小的尺寸進行網(wǎng)格劃分。總網(wǎng)格型的計算區(qū)域圖、計算區(qū)域的三維網(wǎng)格圖、二維網(wǎng)格圖分別如下圖所示圖 3-2 計算區(qū)域圖Figure 3-2 Computational domain

圖 3-1 模型尺寸Figure 3-1 Model size劃分的氧化溝模型，直道段與彎道段均采用結(jié)構性網(wǎng)格，保證了網(wǎng)格質(zhì)區(qū)域的旋轉(zhuǎn)運動，對該區(qū)域采用較小的尺寸進行網(wǎng)格劃分。總的計算區(qū)域圖、計算區(qū)域的三維網(wǎng)格圖、二維網(wǎng)格圖分別如下圖所

圖 3-1 模型尺寸Figure 3-1 Model size格劃分立的氧化溝模型，直道段與彎道段均采用結(jié)構性網(wǎng)格，保證了網(wǎng)格盤區(qū)域的旋轉(zhuǎn)運動，對該區(qū)域采用較小的尺寸進行網(wǎng)格劃分。型的計算區(qū)域圖、計算區(qū)域的三維網(wǎng)格圖、二維網(wǎng)格圖分別如下圖 3-2 計算區(qū)域圖Figure 3-2 Computational domain
【參考文獻】

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