本文關(guān)鍵詞：開孔文丘里管摻氣水流的水力和增氧特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水體中溶解氧濃度是反應(yīng)水質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。過低會造成水生物生長速度減緩,繁殖能力下降乃至死亡,因此保持適當(dāng)?shù)乃w溶解氧濃度具有重要的意義。大氣增氧是水體中溶解氧的來源之-。本文以開孔文丘里管摻氣水流為研究對象,建立并驗證了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,研究了水力參數(shù)和幾何參數(shù)對氣體體積分?jǐn)?shù)和溶解氧恢復(fù)系數(shù)的影響規(guī)律。首先，，本文建立了開孔文丘里管摻氣水流的三維數(shù)學(xué)樟型,利用FLUENT軟件中的UDF對溶解氧輸移擴(kuò)散進(jìn)行相應(yīng)的編程。利用建立的物理模型實驗和他人相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù),分別對溶解氧恢復(fù)系數(shù)和氣體體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行了驗證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者的計算值與實測值比較吻合,可以進(jìn)行下一步計算和預(yù)測工作。然后,利用驗證后的數(shù)學(xué)模型分別計算了不同進(jìn)口溶解氧濃度、進(jìn)口水流流速、開孔直徑、斷面收縮比和開孔文丘里管下游長度條件下,開孔文丘里管摻氣水流溶解氧恢復(fù)系數(shù)和出口處的氣體體積分?jǐn)?shù)。通過分析開孔文丘里管內(nèi)流線、速度場、紊動動能、紊動耗散率和氣體體積分?jǐn)?shù),發(fā)現(xiàn)水氣混合后,由于重力的作用,管軸上部的氣體體積分?jǐn)?shù)較大,不利于水體增氧。喉部開孔下游壁面和喉部與擴(kuò)散段附近的二次流區(qū)是開孔文丘里管摻氣水流的能量損失重要區(qū)域之一,但是強(qiáng)烈的旋滾水流有利于氣泡破碎和增加氣泡滯留在水體的時間。水力與幾何參數(shù)對氣體體積分?jǐn)?shù)和溶解氧恢復(fù)系數(shù)有重要的影響。隨著斷面收縮比的減小,氣體體積分?jǐn)?shù)先增大后減��；隨著進(jìn)口水流流速的增大,氣體體積分?jǐn)?shù)減�。浑S著開孔直徑的增大,氣體體積分?jǐn)?shù)有所增加,但增加速率逐漸降低。進(jìn)口水流流速越大,下游主管長度越短,溶解氧恢復(fù)系數(shù)越�。浑S著斷面收縮比的減小,溶解氧恢復(fù)系數(shù)先增大后減��；在一定范圍內(nèi),隨著開孔直徑的增加,溶解氧恢復(fù)系數(shù)增加；溫度與水體飽和溶解氧濃度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,隨著溫度的升高,水體飽和溶解氧濃度降低,但溶解氧恢復(fù)系數(shù)增加。利用量綱分析法和最小二乘法,擬合了20℃時,開孔文丘里管開孔直徑,主管直徑,喉部直徑,下游主管長度,進(jìn)口斷面水流平均流速,進(jìn)口溶解氧濃度,運動粘度系數(shù)與溶解氧恢復(fù)系數(shù)的關(guān)系式,并進(jìn)行了相關(guān)驗證,可以作為開孔文丘里管摻氣水流的溶解氧恢復(fù)系數(shù)的計算依據(jù)。本文的研究結(jié)果可以為開孔文丘里管摻氣水流溶解氧的輸移擴(kuò)散提供一定的技術(shù)支持和參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：開孔文丘里管 數(shù)學(xué)模型 氣體體積分?jǐn)?shù) 溶解氧恢復(fù)系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV131.34;X143
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-24
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 水體增氧行為的研究進(jìn)展13-20
• 1.2.1 大氣增氧13-18
• 1.2.1.1 河流大氣增氧行為的研究14-15
• 1.2.1.2 波浪增氧影響的研究15-16
• 1.2.1.3 水工建筑物泄流對增氧影響的研究16-17
• 1.2.1.4 人工曝氣的研究17-18
• 1.2.2 開孔文丘里管摻氣水流的特性研究18-20
• 1.2.2.1 文丘里管18
• 1.2.2.2 開孔文丘里管摻氣的研究18-20
• 1.3 常用商業(yè)計算流體力學(xué)軟件20-22
• 1.3.1 PHOENICS20
• 1.3.2 STAR-CD20
• 1.3.3 STAR-CCM+20-21
• 1.3.4 CFX21
• 1.3.5 FLUENT21-22
• 1.4 本文研究內(nèi)容22-24
• 2 增氧理論24-31
• 2.1 水平管道內(nèi)二相流流型24-25
• 2.2 水體增氧理論25-27
• 2.2.1 靜止水體的增氧25
• 2.2.2 紊動水體增氧的理論模型25-27
• 2.3 水體增氧的數(shù)學(xué)模型27-30
• 2.3.1 紊流數(shù)學(xué)模型27-29
• 2.3.2 多相流數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.3.2.1 歐拉-拉格朗日方法29
• 2.3.2.2 歐拉-歐拉方法29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 開孔文丘里管摻氣水流物理模型實驗31-35
• 3.1 實驗布置31
• 3.2 實驗儀器31-33
• 3.2.1 JPBJ-608型溶解氧測定儀31-32
• 3.2.2 SIARGO MF5700氣體質(zhì)量流量計32
• 3.2.3 ADV流速儀32-33
• 3.3 實驗流程及工況33-34
• 3.3.1 實驗流程33-34
• 3.3.2 實驗工況34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 開孔文丘里管摻氣水流及溶解氧輸移擴(kuò)散的數(shù)值模擬35-72
• 4.1 數(shù)學(xué)模型控制方程35-37
• 4.2 網(wǎng)格劃分與初邊界條件37-39
• 4.2.1 開孔文丘里管幾何模型38-39
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分、初邊界條件與離散方法39
• 4.3 數(shù)學(xué)模型驗證39-41
• 4.4 開孔文丘里管摻氣水流的流場與溶解氧恢復(fù)系數(shù)計算分析41-71
• 4.4.1 開孔文丘里管內(nèi)流線和速度場分析41-47
• 4.4.2 紊動動能與耗散率47-52
• 4.4.2.1 紊動動能47-49
• 4.4.2.2 紊動耗散率49-52
• 4.4.3 開孔文丘里管內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)分布規(guī)律分析52-53
• 4.4.4 水力與幾何參數(shù)對氣體體積分?jǐn)?shù)的影響53-57
• 4.4.4.1 開孔直徑對氣體體積分?jǐn)?shù)的影響53-55
• 4.4.4.2 斷面收縮比對出口斷面氣體體積分?jǐn)?shù)的影響55-57
• 4.4.5 水力與幾何參數(shù)對溶解氧恢復(fù)系數(shù)的影響57-71
• 4.4.5.1 進(jìn)口溶解氧濃度對溶解氧恢復(fù)系數(shù)的影響57-59
• 4.4.5.2 幾何尺寸對溶解氧恢復(fù)系數(shù)的影響59-66
• 4.4.5.3 溶解氧恢復(fù)系數(shù)的量綱分析66-68
• 4.4.5.4 溫度對溶解氧恢復(fù)系數(shù)的影響68-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 5 結(jié)論和研究展望72-74
• 5.1 全文結(jié)論72
• 5.2 創(chuàng)新點72-73
• 5.3 研究展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 個人簡歷78
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王正方,張慶,呂海燕,盧勇,扈傳昱,曾江寧;長江口溶解氧赤潮預(yù)報簡易模式[J];海洋學(xué)報(中文版);2000年04期

2 陳永燦;付健;劉昭偉;程香菊;朱德軍;;三峽大壩下游溶解氧變化特性及影響因素分析[J];水科學(xué)進(jìn)展;2009年04期

3 林建云,易瑞灶,盧美鸞,黃尚高;臺灣海峽西部海域溶解氧收支趨勢初探[J];海洋學(xué)報(中文版);1988年04期

4 黃平;河流隨機(jī)微分動態(tài)溶解氧模型的應(yīng)用[J];水利學(xué)報;1993年07期

5 孫國鳳;;用固定化酶去除溶解氧保持飲料的品質(zhì)[J];生物技術(shù)通報;1993年06期

6 羅琳;李適宇;厲紅梅;;夏季珠江口水域溶解氧的特征及影響因素[J];中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年06期

7 葉豐;黃小平;劉慶霞;;2010年夏季珠江口海域溶解氧的分布特征和海氣交換通量[J];海洋環(huán)境科學(xué);2012年03期

8 徐永平;智能化溶氧儀的研制[J];海洋科學(xué);1992年02期

9 楊斌,翟雪梅,王強(qiáng);長江河口南支水域溶解氧動力學(xué)模型的應(yīng)用[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年02期

10 于皓;陳川;張莉;王愛杰;;溶解氧對碳氮硫共脫除工藝中微生物群落影響解析[J];環(huán)境科學(xué);2013年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 韓廣;喬俊飛;;一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溶解氧濃度建模與控制方法研究[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會B卷[C];2011年

2 羅瑋;朱麗華;M.E.Abbas;唐和清;;亞鐵配合物催化活化氧氣-熒光法測定環(huán)境水樣中溶解氧[A];第五屆全國環(huán)境化學(xué)大會摘要集[C];2009年

3 張素香;;長江口溶解氧(DO)分布特征研究[A];第二十屆全國水動力學(xué)研討會文集[C];2007年

4 李萬東;劉載文;王小藝;許繼平;齊杰;連曉峰;;基于模糊Smith-PID的污水處理溶解氧控制方法研究[A];PCC2009—第20屆中國過程控制會議論文集[C];2009年

5 黃升;萬眾華;;在線溶解氧在污水處理廠中參與曝氣量控制的作用[A];2007年全國給水排水技術(shù)信息網(wǎng)成立三十五周年紀(jì)念專集暨年會論文集[C];2007年

6 張英龍;胡金良;;促進(jìn)廢水中Fe~(2+)的氧化 提高出水水質(zhì)[A];2008年河北省軋鋼技術(shù)與學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2008年

7 朱練峰;禹盛苗;劉法謀;張均華;金千瑜;;根際氧濃度對水稻產(chǎn)量和后期衰老的影響[A];中國作物學(xué)會50周年慶祝會暨2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 本報記者　 尤海峰;代市長察看“母親河”[N];溫州日報;2006年

2 王豐祥 黃慧琴;日本利用鋼渣降低內(nèi)海水域中的硫化物[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李祥安;長江口富營養(yǎng)化水域營養(yǎng)鹽輸送通量與低氧區(qū)形成特征研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2010年

2 徐曉龍;新型溶解氧檢測儀探頭的研制[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

3 黃健光;煉油堿水預(yù)處理工藝的試驗與數(shù)值模擬研究[D];華南理工大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張雍濤;基于自適應(yīng)模糊廣義預(yù)測控制的污水溶解氧濃度控制研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 郭永超;化工企業(yè)污水處理智能控制[D];江蘇科技大學(xué);2015年

3 李明;結(jié)冰湖泊冰下溶解氧濃度變化的離散小波分析[D];大連理工大學(xué);2015年

4 解磊;青島浮山前分層小水庫溶解氧時空變化特征[D];青島大學(xué);2015年

5 趙子儀;面向海洋環(huán)境的溶解氧檢測系統(tǒng)及有效性審核模型研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

6 周國婧;污水生物脫氮硝化過程的模型與優(yōu)化調(diào)控[D];揚州大學(xué);2014年

7 夏昆榕;無壩引水工程水流溶解氧與水利特征的模型試驗研究[D];河北工程大學(xué);2015年

8 呂蕾;基于西門子PLC的污水處理自動控制及算法研究[D];東華大學(xué);2016年

9 胡維維;污水處理控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);2016年

10 馬寧寧;開孔文丘里管摻氣水流的水力和增氧特性研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：開孔文丘里管摻氣水流的水力和增氧特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：354342