平流沉淀池作為常見的固液分離構筑物,在給水處理廠中發(fā)揮無可替代的作用,由于其具有運行效果穩(wěn)定、抗沖擊能力較強、出水水質較好等特點,適用于各類水廠。然而在實際工程運行過程中,存在配水不均、出水水質偏差等問題。隨著城市水廠建設的不斷完善,如何實現其優(yōu)化設計和高效運行具有十分重要意義。本文借助計算流體力學(CFD)軟件在平流沉淀池三維模型基礎上,利用正交試驗設計方法,實現對配水渠內部結構細化和指型出水槽的優(yōu)化設計,為實際構筑物設計參數優(yōu)選及高效運行提供理論指導。對于構筑物穿孔墻流速分布不均及各廊道流量分配不均的問題,將沉淀池內流場簡化成單相流,細化配水渠內導流墻構造,改變離邊墻距離L2、弧形部分半徑r、直線部分長度LI及距出口距離D,通過分析穿孔墻流速分布標準差σ及廊道分配流量均勻性指標rQ,利用正交試驗分析方法,綜合分析得到各因素影響顯著性順序為:弧形部分半徑導流墻形狀離邊墻距離直線部分長度,確定出導流墻結構最佳組合優(yōu)化方案為:采用弧形,L2=0.60m,r=0.77m,L1=0.34m,在優(yōu)化方案下,穿孔墻孔洞流速分布標準差σσ=0.01067,流量均勻性指標rQ=0.9635。在進水流量一定時,出水水質還受溢流出水槽的設置方式有關,本文選擇指型出水槽,通過改變指型出水槽長度、條數、槽寬,以去除率為評測指標,利用正交試驗分析方法,得到各因素影響顯著性順序為:總槽長槽寬槽條數,并設計得到指型出水槽最佳組合優(yōu)化方案為:槽條數為7條,總槽長為33.4m,槽寬為0.34m,去除率為94.89%。由于實際運行本文所模擬結果可能存在一定差異,但可為構筑物優(yōu)化提供指導,且在設計過程中不能全憑經驗和個人主觀選擇,應根據水質及構筑物自身特點,合理設置相關參數,從而達到最佳處理效果。
【學位單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU991.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 課題的提出
    1.3 國內外沉淀池數值模擬研究歷程
    1.4 研究內容及方法
    1.5 研究目的及意義
第2章 平流沉淀池工作原理及模型構建
    2.1 沉淀原理及平流沉淀池的特點
    2.2 平流沉淀池運行工況影響因素
    2.3 研究對象概述及模型構建
    2.4 流體力學基本控制方程
    2.5 模型驗證
第3章 平流沉淀池配水渠內結構優(yōu)化設計
    3.1 引言
    3.2 研究模型的建立
    3.3 配水渠效率評價指標
    3.4 正交試驗設計優(yōu)化分析方法
    3.5 配水渠內部結構細化方案選擇
    3.6 導流墻的正交試驗優(yōu)化分析
    3.7 本章小結
第4章 出水槽設置型式對懸浮顆粒遷移影響研究
    4.1 引言
    4.2 模型參數設定及評測效率的指標
    4.3 出水槽的優(yōu)化設計
    4.4 模擬結果分析
    4.5 本章小結
第5章 模擬結果與實際工程對比分析
    5.1 引言
    5.2 配水渠內部結構模擬結果與實際工程對比分析
    5.3 指型出水槽構造模擬結果與實際工程對比分析
    5.4 本章小結
結論與創(chuàng)新點
    結論
    創(chuàng)新點
參考文獻
附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2867901