赤泥沉降槽內(nèi)多相流動和絮凝沉降的數(shù)值仿真與優(yōu)化.pdf

1、本文以某企業(yè)深錐高效赤泥沉降槽為原型，在適當簡化與合理假設的基礎上，將PBM群體平衡模型與計算流體力學相耦合，基于歐拉-歐拉兩相流模型和Realizablek-ε湍流模型，建立了赤泥沉降數(shù)學物理計算模型，實現(xiàn)了對赤泥沉降槽中心桶內(nèi)的多相流動和赤泥顆粒絮凝沉降過程的非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，得到了沉降槽中心桶內(nèi)流場分布、固含濃度場分布、物料的停留時間分布、湍動能強度分布和中心桶內(nèi)赤泥粒徑的分布規(guī)律。對影響沉降槽內(nèi)固含分布和絮凝沉降的進料流量、進料固

2、含、進料赤泥粒徑和絮凝劑添加位置等工藝參數(shù)進行單因素分析，得到這些因素對赤泥沉降槽絮凝沉降的影響規(guī)律，并應用正交試驗設計法，結(jié)合矩陣分析的手段進行多因素、多指標的優(yōu)化分析，并得到了赤泥沉降槽工藝參數(shù)的影響權(quán)重和優(yōu)化組合。本文的主要結(jié)論有:
　　(1)通過合理的簡化與假設建立了赤泥沉降槽內(nèi)多相流動和赤泥絮凝沉降過程的數(shù)學物理求解模型，完成了網(wǎng)格無關(guān)性和時間步長獨立性檢查并選擇了合適的網(wǎng)格數(shù)量和時間步長，采用工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)驗證了數(shù)學模型

3、的可靠性;
　　(2)單因素影響分析表明:在一定范圍內(nèi)，進料流量、進料的原始赤泥粒徑和進料固含越大，絮凝劑添加位置距離進料口的距離越近，越有利于提高中心桶內(nèi)的固含分布和絮凝劑對赤泥顆粒的絮凝效率，越有利于中心桶內(nèi)赤泥顆粒的絮凝沉降。
　　(3)采用正交試驗方案設計結(jié)合矩陣分析方法的多因素、多指標優(yōu)化分析結(jié)果表明:赤泥沉降槽絮凝沉降的最優(yōu)化方案的工藝參數(shù)組合為:進料流量1900m3/h，進料固含120 g/L，絮凝劑添位置距離