微渦旋網(wǎng)格絮凝池特性參數(shù)的數(shù)值模擬與過(guò)程優(yōu)化.pdf

1、凈水廠的工藝過(guò)程一般包括混合、絮凝、沉淀、過(guò)濾和消毒。絮凝是整個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵階段，它直接決定了水廠出水效果。微渦旋網(wǎng)格絮凝池是應(yīng)用最為廣泛的絮凝池形式之一，因此，對(duì)網(wǎng)格絮凝池設(shè)計(jì)特性參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬與過(guò)程優(yōu)化顯得尤為重要。本文在絮凝動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上，利用計(jì)算流體力學(xué)軟件（Fluent）對(duì)網(wǎng)格絮凝池進(jìn)行模擬計(jì)算，確定最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，用以優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。
　　本文以微渦旋網(wǎng)格絮凝池各設(shè)計(jì)參數(shù)為變量，利用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，采用標(biāo)準(zhǔn)k-

2、ε模型及Realizable k-ε模型作為數(shù)值模擬方法，將湍動(dòng)能k、湍動(dòng)能耗散率ε、速度梯度G'及渦旋尺寸λ作為絮凝效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)分析流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)探討最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。研究結(jié)果表明：（1）在絮凝池內(nèi)安放網(wǎng)格會(huì)大幅度提高能量利用率，改善水流的湍動(dòng)狀態(tài)，增加微渦旋數(shù)量，且網(wǎng)格應(yīng)懸空置于絮凝池豎井中；（2）在微渦旋網(wǎng)格絮凝池單層?xùn)艞l二維數(shù)值模擬中，對(duì)柵條寬度5 mm-80 mm，柵條間距20 mm-120 mm，入口流速0.06 m/s-0

3、.3 m/s進(jìn)行單因素模擬，當(dāng)柵條寬度80 mm，柵條間距20 mm，入口流速0.3 m/s時(shí)，其產(chǎn)生的湍動(dòng)能及湍動(dòng)能耗散率最大，但當(dāng)其產(chǎn)生的水流剪切力過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)產(chǎn)生的絮體被破壞，因此應(yīng)將其控制在一定范圍內(nèi)，保證良好的絮凝效果；（3）合理的網(wǎng)格板間距對(duì)于提高輸入能量的利用率有良好的促進(jìn)作用；（4）在網(wǎng)格絮凝池三維模擬中，提出了四組具有較好絮凝效果的設(shè)計(jì)參數(shù)：柵條寬度50 mm，柵條間距120 mm，入口流速0.3 m/s，網(wǎng)格板