我國水資源短缺，加之人們對水資源的保護(hù)不夠，水資源的浪費(fèi)和污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重，進(jìn)行污水處理和回用已迫在眉睫。膜生物反應(yīng)器作為一種新型的高效水處理技術(shù)，具有出水水質(zhì)優(yōu)良、有機(jī)物去除率高、污泥產(chǎn)率低、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，日益受到國內(nèi)外研究者的關(guān)注，然而膜污染是制約膜生物反應(yīng)器技術(shù)推廣與發(fā)展的技術(shù)難題。通過改善膜表面流體的流動狀態(tài)是控制膜污染和濃差極化的重要手段之一，湍流促進(jìn)器在強(qiáng)化流體湍流程度，改善流體流動狀態(tài)方面效果明顯，目前國內(nèi)外的研究主要是將湍流促進(jìn)器直接配置在管式膜生物中，減小了有效膜面積，同時增大了膜生物反應(yīng)器的占地面積，本文為了克服以上缺點(diǎn)，將微通道湍流促進(jìn)器配置在平板膜表面上，同時在刺與刺之間加入微孔，增大膜的有效過濾面積。 通過CFD數(shù)值模擬微通道湍流促進(jìn)器的不同放置方式、微通道湍流促進(jìn)器上刺的形狀和角度、刺與刺之間微孔的孔徑以及膜間距對平板膜生物反應(yīng)器中流體動力學(xué)參數(shù)的影響。模擬結(jié)果表明，加入微通道湍流促進(jìn)器后，膜通道中流體的速度、湍流強(qiáng)度、湍流動能、壁面剪切力、湍流耗散率和壓降都有所增大，即微通道湍流促進(jìn)器對強(qiáng)化流體流動有很大作用，且沿膜面呈周期性變化，最大值出現(xiàn)在微通道湍...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 膜生物反應(yīng)器的分類
    1.2 膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)及不足之處
    1.3 膜污染及其影響因素
    1.4 湍流促進(jìn)器在膜生物反應(yīng)器中的應(yīng)用研究
        1.4.1 湍流促進(jìn)器強(qiáng)化傳質(zhì)的研究
        1.4.2 CFD 模擬湍流促進(jìn)器的研究
    1.5 PIV 技術(shù)簡介
    1.6 研究目的及意義
    1.7 主要研究內(nèi)容
第二章 膜生物反應(yīng)器計(jì)算模型的確立
    2.1 計(jì)算流體力學(xué)概述
        2.1.1 計(jì)算流體力學(xué)簡介
        2.1.2 計(jì)算流體力學(xué)的特點(diǎn)
        2.1.3 CFD 的應(yīng)用領(lǐng)域
    2.2 CFD 的求解過程
        2.2.1 建立控制方程
        2.2.2 確立初始條件和邊界條件
        2.2.3 劃分計(jì)算網(wǎng)格
        2.2.4 建立離散方程
        2.2.5 離散初始條件和邊界條件
        2.2.6 給定求解控制參數(shù)
        2.2.7 求解離散方程
        2.2.8 判斷解的收斂性
        2.2.9 顯示和輸出計(jì)算結(jié)果
    2.3 MBR 模擬步驟
        2.3.1 模型的建立
        2.3.2 定義邊界條件
        2.3.3 計(jì)算過程
        2.3.4 模擬結(jié)果與分析
第三章 微通道湍流促進(jìn)器 CFD 數(shù)值模擬
    3.1 微通道湍流促進(jìn)器在 MBR 中不同位置的 CFD 模擬
        3.1.1 速度分布分析
        3.1.2 靜壓分布分析
        3.1.3 湍流動能分布分析
        3.1.4 湍流耗散率分布分析
        3.1.5 湍流強(qiáng)度分布分析
        3.1.6 壁面剪切力分布分析
        3.1.7 小結(jié)
    3.2 微通道湍流促進(jìn)器形狀的 CFD 模擬
        3.2.1 速度分布分析
        3.2.2 靜壓分布分析
        3.2.3 湍流動能分布分析
        3.2.4 湍流耗散率分布分析
        3.2.5 湍流強(qiáng)度分布分析
        3.2.6 壁面剪切力分布分析
        3.2.7 小結(jié)
    3.3 微通道湍流促進(jìn)器刺角度的 CFD 模擬
        3.3.1 速度分布分析
        3.3.2 靜壓分布分析
        3.3.3 湍流動能分布分析
        3.3.4 湍流耗散率分布分析
        3.3.5 湍流強(qiáng)度分布分析
        3.3.6 壁面剪切力分布分析
        3.3.7 小結(jié)
    3.4 加孔微通道湍流促進(jìn)器與不加孔湍流促進(jìn)器性能的比較
        3.4.1 速度分布分析
        3.4.2 靜壓分布分析
        3.4.3 湍流動能分布分析
        3.4.4 湍流耗散率分布分析
        3.4.5 湍流強(qiáng)度分布分析
        3.4.6 壁面剪切力分布分析
        3.4.7 小結(jié)
    3.5 微通道湍流促進(jìn)器微孔孔徑的 CFD 模擬
        3.5.1 速度分布分析
        3.5.2 靜壓分布分析
        3.5.3 湍流動能分布分析
        3.5.4 湍流耗散率分布分析
        3.5.5 湍流強(qiáng)度分布分析
        3.5.6 壁面剪切力分布分析
        3.5.7 小結(jié)
    3.6 膜間距的 CFD 模擬
        3.6.1 速度分布分析
        3.6.2 靜壓分布分析
        3.6.3 湍流動能分布分析
        3.6.4 湍流耗散率分布分析
        3.6.5 湍流強(qiáng)度分布分析
        3.6.6 壁面剪切力分布分析
        3.6.7 小結(jié)
    3.7 最佳微通道湍流促進(jìn)器動力學(xué)及機(jī)理分析
第四章 PIV 實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        4.1.1 膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)
        4.1.2 PIV 系統(tǒng)
    4.2 CFD 模擬結(jié)果與 PIV 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較分析
    4.3 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號：3982668