基于CFD的帶懸掛填料曝氣池的優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2022-01-12 13:39
以河北建筑工程學(xué)院中水站的一級生物接觸氧化池為研究對象,由于其中的填料類型為懸掛式彈性立體填料,為便于區(qū)分稱其為帶懸掛填料的曝氣池。應(yīng)用CFD商業(yè)軟件包ANSYS Fluent 15.0對中水站帶懸掛填料的曝氣池進行三維數(shù)值模擬,為保證模擬結(jié)果的準確、可靠,對曝氣池按相似準則進行縮小搭建實驗裝置,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實驗測定值較吻合。本次模擬選擇歐拉模型,湍流模型采用標準k-ε模型封閉雷諾時均方程,相間作用力忽略升力和虛擬質(zhì)量力,僅考慮阻力,且曳力函數(shù)選用Schiller and Naumann,壓力速度耦合采用Coupled算法,設(shè)定水相為主相,氣相為次相,氣泡直徑為3mm。模擬過程為非穩(wěn)態(tài),離散方程時,除體積分數(shù)外,其余均選擇二階迎風(fēng)格式,亞松弛因子為默認值。設(shè)定曝氣速度分別為:0.17m/s、0.67m/s、1.17m/s、1.67m/s、2.17m/s、2.67m/s,當氣速為1.17m/s時效果最好。觀察曝氣池內(nèi)氣液兩相流的氣相流速矢量圖、液相流速矢量圖和池中氣含量的分布情況,發(fā)現(xiàn)曝氣速度為1.17m/s時氣泡呈一定周期的擺動,增加了氣泡在水中的停留時間,且氣液兩相間的湍動劇烈,氣...
【文章來源】:河北建筑工程學(xué)院河北省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
河北省河流水質(zhì)情況分布圖
——為焓源項; ——第 p 相與第 q 相的熱交換強度; ——相間焓。相間的熱交換必須符合局部平衡條件, = , = 。由于本次模擬不考慮相間傳熱,故在計算過程中不考慮式(2-16)。2.2 湍流模型湍流的存在是一種普遍現(xiàn)象。無論是自然界中大氣和海洋環(huán)境的流動,還是交通工具中船舶和飛機在運行過程中遇到的周圍流體的流動,甚至化學(xué)反應(yīng)中核反應(yīng)堆內(nèi)部的流場流動以及機械行業(yè)中葉輪轉(zhuǎn)動過程中帶動的流體運動都是湍流。由于數(shù)學(xué)上強烈的非線性和物理尺度上的無限性,想要徹底了解湍流,無論是應(yīng)用理論分析還是實驗?zāi)M都是非常困難的[40]。Fluent 提供了多種湍流模型,如圖 2-1 所示:單方程模型:Spalart-Allmaras
接觸氧化池為研究對象,按照 1:10 的比例縮資源化,節(jié)約用水,保護環(huán)境而設(shè)計的中水回水站的處理規(guī)模為 14000m3/d,主要來源是校經(jīng)處理后達標的中水主要提供校區(qū)宿舍樓、教道路澆灑等,多余出來的中水將流入校內(nèi)河道,質(zhì)見表 3-1。SS(㎎/L)氨氮(㎎/L)TP(㎎/L)PH160.0 15.0 3.0 6-910.0 5.0 1.0 6-9 進出水水質(zhì)參數(shù)表 exit water quality parameter table曝氣 曝氣 曝氣
【參考文獻】:
期刊論文
[1]河北省供用水現(xiàn)狀及水資源平衡分析[J]. 孫素艷,李云玲,郭東陽,于麗麗,李慧. 水利規(guī)劃與設(shè)計. 2018(10)
[2]中國農(nóng)業(yè)非常規(guī)水資源灌溉現(xiàn)狀與發(fā)展策略[J]. 胡雅琪,吳文勇. 中國工程科學(xué). 2018(05)
[3]中外水資源生態(tài)調(diào)度研究現(xiàn)狀調(diào)查[J]. 趙瓏迪. 山西水利. 2018(09)
[4]中國水資源利用現(xiàn)狀與水污染治理對策研究[J]. 王煒. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(20)
[5]生物接觸氧化法在醫(yī)藥污水處理中的應(yīng)用[J]. 楊霞利. 環(huán)境與發(fā)展. 2018(02)
[6]網(wǎng)格疏密對MC模型計算精度的影響[J]. 盧陽明,喬徐峰,洪榮華. 低溫建筑技術(shù). 2015(04)
[7]應(yīng)用生物接觸氧化法處理煤礦生活污水的相關(guān)研究[J]. 徐俊華. 煤炭技術(shù). 2013(10)
[8]改良生物接觸氧化法在印染廢水處理中的應(yīng)用[J]. 李國秀,王克全. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2008(07)
[9]鼓泡塔中氣泡尺寸分布和局部氣含率研究[J]. 林松,李良超,王嘉駿,顧雪萍,馮連芳. 化學(xué)工程. 2008(02)
[10]計算流體力學(xué)常用數(shù)值方法簡介[J]. 李志印,熊小輝,吳家鳴. 廣東造船. 2004(03)
博士論文
[1]非牛頓流體中多氣泡相互作用、聚并與破裂過程的數(shù)值模擬[D]. 劉靜如.天津大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于Fluent的鼓泡塔反應(yīng)器氣液兩相流數(shù)值模擬[D]. 徐小姿.新疆大學(xué) 2016
[2]氣液兩相反應(yīng)器內(nèi)流場特性的CFD模擬[D]. 鄭權(quán).大連理工大學(xué) 2016
[3]鼓泡塔氣液兩相及氣液固三相流實驗研究及數(shù)值模擬[D]. 李孟.天津大學(xué) 2015
[4]基于接觸氧化與水生植物協(xié)同作用的城市內(nèi)河就地截污裝置研究[D]. 譚小紅.寧波大學(xué) 2015
[5]曝氣生物濾池氣液兩相流數(shù)值模擬及脫氮實驗研究[D]. 王麗杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]SMBR內(nèi)流場特性實驗及數(shù)值模擬研究[D]. 陶中蘭.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2014
[7]好氧顆粒反應(yīng)器內(nèi)泥—水—氣三相流的CFD研究[D]. 程力維.長安大學(xué) 2012
[8]生物接觸氧化-氣浮和曝氣生物濾池處理城市小區(qū)景觀補給水的試驗研究[D]. 劉桂桃.中北大學(xué) 2012
[9]基于數(shù)值計算的曝氣池運行工況研究[D]. 高楊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[10]曝氣生物流化池處理微污染水試驗研究[D]. 方建文.山東建筑大學(xué) 2010
本文編號:3584870
【文章來源】:河北建筑工程學(xué)院河北省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
河北省河流水質(zhì)情況分布圖
——為焓源項; ——第 p 相與第 q 相的熱交換強度; ——相間焓。相間的熱交換必須符合局部平衡條件, = , = 。由于本次模擬不考慮相間傳熱,故在計算過程中不考慮式(2-16)。2.2 湍流模型湍流的存在是一種普遍現(xiàn)象。無論是自然界中大氣和海洋環(huán)境的流動,還是交通工具中船舶和飛機在運行過程中遇到的周圍流體的流動,甚至化學(xué)反應(yīng)中核反應(yīng)堆內(nèi)部的流場流動以及機械行業(yè)中葉輪轉(zhuǎn)動過程中帶動的流體運動都是湍流。由于數(shù)學(xué)上強烈的非線性和物理尺度上的無限性,想要徹底了解湍流,無論是應(yīng)用理論分析還是實驗?zāi)M都是非常困難的[40]。Fluent 提供了多種湍流模型,如圖 2-1 所示:單方程模型:Spalart-Allmaras
接觸氧化池為研究對象,按照 1:10 的比例縮資源化,節(jié)約用水,保護環(huán)境而設(shè)計的中水回水站的處理規(guī)模為 14000m3/d,主要來源是校經(jīng)處理后達標的中水主要提供校區(qū)宿舍樓、教道路澆灑等,多余出來的中水將流入校內(nèi)河道,質(zhì)見表 3-1。SS(㎎/L)氨氮(㎎/L)TP(㎎/L)PH160.0 15.0 3.0 6-910.0 5.0 1.0 6-9 進出水水質(zhì)參數(shù)表 exit water quality parameter table曝氣 曝氣 曝氣
【參考文獻】:
期刊論文
[1]河北省供用水現(xiàn)狀及水資源平衡分析[J]. 孫素艷,李云玲,郭東陽,于麗麗,李慧. 水利規(guī)劃與設(shè)計. 2018(10)
[2]中國農(nóng)業(yè)非常規(guī)水資源灌溉現(xiàn)狀與發(fā)展策略[J]. 胡雅琪,吳文勇. 中國工程科學(xué). 2018(05)
[3]中外水資源生態(tài)調(diào)度研究現(xiàn)狀調(diào)查[J]. 趙瓏迪. 山西水利. 2018(09)
[4]中國水資源利用現(xiàn)狀與水污染治理對策研究[J]. 王煒. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(20)
[5]生物接觸氧化法在醫(yī)藥污水處理中的應(yīng)用[J]. 楊霞利. 環(huán)境與發(fā)展. 2018(02)
[6]網(wǎng)格疏密對MC模型計算精度的影響[J]. 盧陽明,喬徐峰,洪榮華. 低溫建筑技術(shù). 2015(04)
[7]應(yīng)用生物接觸氧化法處理煤礦生活污水的相關(guān)研究[J]. 徐俊華. 煤炭技術(shù). 2013(10)
[8]改良生物接觸氧化法在印染廢水處理中的應(yīng)用[J]. 李國秀,王克全. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2008(07)
[9]鼓泡塔中氣泡尺寸分布和局部氣含率研究[J]. 林松,李良超,王嘉駿,顧雪萍,馮連芳. 化學(xué)工程. 2008(02)
[10]計算流體力學(xué)常用數(shù)值方法簡介[J]. 李志印,熊小輝,吳家鳴. 廣東造船. 2004(03)
博士論文
[1]非牛頓流體中多氣泡相互作用、聚并與破裂過程的數(shù)值模擬[D]. 劉靜如.天津大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于Fluent的鼓泡塔反應(yīng)器氣液兩相流數(shù)值模擬[D]. 徐小姿.新疆大學(xué) 2016
[2]氣液兩相反應(yīng)器內(nèi)流場特性的CFD模擬[D]. 鄭權(quán).大連理工大學(xué) 2016
[3]鼓泡塔氣液兩相及氣液固三相流實驗研究及數(shù)值模擬[D]. 李孟.天津大學(xué) 2015
[4]基于接觸氧化與水生植物協(xié)同作用的城市內(nèi)河就地截污裝置研究[D]. 譚小紅.寧波大學(xué) 2015
[5]曝氣生物濾池氣液兩相流數(shù)值模擬及脫氮實驗研究[D]. 王麗杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]SMBR內(nèi)流場特性實驗及數(shù)值模擬研究[D]. 陶中蘭.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2014
[7]好氧顆粒反應(yīng)器內(nèi)泥—水—氣三相流的CFD研究[D]. 程力維.長安大學(xué) 2012
[8]生物接觸氧化-氣浮和曝氣生物濾池處理城市小區(qū)景觀補給水的試驗研究[D]. 劉桂桃.中北大學(xué) 2012
[9]基于數(shù)值計算的曝氣池運行工況研究[D]. 高楊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[10]曝氣生物流化池處理微污染水試驗研究[D]. 方建文.山東建筑大學(xué) 2010
本文編號:3584870
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