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城市河流階梯式溢流堰復(fù)氧效率數(shù)值模擬研究

發(fā)布時(shí)間:2025-01-09 01:22
  水中溶解氧的濃度是衡量水體自凈能力的重要指標(biāo)之一。而水中有機(jī)污染物的遷移、擴(kuò)散和降解過程均受水體的復(fù)氧過程的直接影響,甚至還可能影響到整個(gè)水體的自凈過程。解決水污染問題,恢復(fù)城市河流的生態(tài)和社會(huì)功能,已成為保證城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在中國(guó)北方的城市河流沿岸修建了許多溢流堰來保持景觀水。本文建立了階梯式溢流堰自由表面流跌水摻氣過程的二維數(shù)值模型,利用文獻(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證分析,從水流流態(tài)、空氣濃度分布、流場(chǎng)及速度場(chǎng)等方面進(jìn)行氣-水流動(dòng)特性和摻氣效果的分析,并在此基礎(chǔ)上,對(duì)階梯式溢流堰的水力特性及復(fù)氧效率進(jìn)行研究,分析不同水流條件下階梯式溢流堰坡度、臺(tái)階個(gè)數(shù)及堰高對(duì)其復(fù)氧效率的影響。計(jì)算結(jié)果表明,階梯式溢流堰的堰面水流可根據(jù)臺(tái)階形狀以及單寬流量的不同呈現(xiàn)出滑行水流、過渡水流和跌落水流三種流態(tài)。當(dāng)單寬流量一定時(shí),通過改變臺(tái)階的尺寸,可以實(shí)現(xiàn)跌落水流和滑行水流的相互轉(zhuǎn)換。階梯式溢流堰的空氣濃度分布呈現(xiàn)S形曲線分布,流速分布滿足邊界層的冪律分布和對(duì)數(shù)分布規(guī)律,并采用曲線擬合方法確定相關(guān)系數(shù)。在堰上水頭一定時(shí),距離假想底層的法向距離越大,空氣濃度就越大。假想底層附近的空氣濃度接近于零,即假想底層附近幾...

【文章頁數(shù)】:92 頁

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

圖2-1跌落水流和滑行水流界限的典型公式比較??

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圖2-2階梯式溢流堰典型水流流態(tài)示意圖??

圖2-2階梯式溢流堰典型水流流態(tài)示意圖??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???3.過渡水流:在階梯式泄水建筑物中,過渡水流是介于滑行水流和跌落水??流之間的一種水流狀態(tài),在此種流態(tài)下,會(huì)同時(shí)出現(xiàn)滑行水流和跌落水流的流動(dòng)??特征,即一部分階梯上會(huì)出現(xiàn)三角形空腔,另一部分階梯上則會(huì)有穩(wěn)定的順時(shí)針??旋渦產(chǎn)生,沿臺(tái)階向下游會(huì)交替出現(xiàn)這....


圖2-3雙膜理論示意圖??雙膜理論的基本觀點(diǎn)是,在氣相和液相之間的界面上、下有兩層固定的氣體??

圖2-3雙膜理論示意圖??雙膜理論的基本觀點(diǎn)是,在氣相和液相之間的界面上、下有兩層固定的氣體??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???當(dāng)前的研宄中應(yīng)用較多的一種模型。雙膜理論分別作了?3個(gè)假設(shè):(1)在氣水兩??相交界面的兩側(cè)均有層流膜層的存在,即水膜和氣膜;(2)氧氣的轉(zhuǎn)移過程是穩(wěn)??定的,即通過氣膜的通量等于通過水膜的通量;(3)在水氣界面處,空氣和水處??于即時(shí)平衡狀態(tài)。如圖2....


圖3-1邊界條件的定義??(2)

圖3-1邊界條件的定義??(2)

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???度口?計(jì)算域?壓力入口??\?doaty?Inlet、?^?Pr^sure?Inlet??壓力出口??,,'^?1?4?Pressorc?Oudet??-‘?I,?一羞?y??/?^-^一?、、、??1^--^假想底層的垂線??Wan??壁面??圖3-....



本文編號(hào):4024924

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