高效潛水自引氣曝氣機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及人口的增加,人類社會(huì)對水資源的壓力不斷增大,大規(guī)模水體污染事件頻繁發(fā)生,污水治理成為世界各國重點(diǎn)關(guān)注的問題。
　　 潛水自引氣曝氣機(jī)是一種應(yīng)用于污水處理系統(tǒng)中節(jié)能、環(huán)保的新型機(jī)械曝氣設(shè)備。目前國產(chǎn)的潛水自引氣曝氣機(jī)的曝氣深度較淺、效率低、耗電率和制造成本高。開發(fā)一種高效、低耗、下潛深度深、動(dòng)力效率高的潛水自引氣曝氣機(jī)將具有重要的理論意義和廣闊的市場前景。
　　 本課題以自主設(shè)計(jì)的高效潛水自引氣曝氣機(jī)為

2、研究對象,通過理論分析、數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,分別研究不同葉片數(shù)及相同葉片數(shù)不同葉片出口安放角對曝氣機(jī)性能的影響,為其優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考和驗(yàn)證依據(jù)。主要內(nèi)容如下:
　　 1.分析總結(jié)泵葉輪和風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)理論,初步推導(dǎo)出設(shè)計(jì)曝氣機(jī)轉(zhuǎn)輪各幾何參數(shù)的計(jì)算公式,結(jié)合給定的曝氣機(jī)參數(shù),設(shè)計(jì)潛水自引氣曝氣機(jī)開放式齒形轉(zhuǎn)輪(葉片數(shù)為4枚);分析總結(jié)壓縮機(jī)和泵徑向?qū)~的設(shè)計(jì)理論,初步推導(dǎo)設(shè)計(jì)曝氣機(jī)混氣導(dǎo)葉的計(jì)算公式,設(shè)計(jì)潛水自引氣曝氣

3、機(jī)混氣導(dǎo)葉;搭建測試平臺(tái),對所設(shè)計(jì)的潛水自引氣曝氣機(jī)的相關(guān)性能進(jìn)行測試。
　　 2.通過UG軟件完成潛水自引氣曝氣機(jī)過流部件(葉片數(shù)為4枚)的三維造型,以商業(yè)軟件ANSYS-CFX為主要分析工具,采用試驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)作為邊界條件,利用多相流湍流模型對過流部件進(jìn)行數(shù)值模擬;對模擬結(jié)果進(jìn)行分析,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,通過對比分析,證明了所采用的數(shù)學(xué)模型可以模擬出曝氣機(jī)內(nèi)流場變化情況,為曝氣機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供快速、方便、經(jīng)濟(jì)的驗(yàn)證依據(jù)。

4、
　　 3.根據(jù)試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果,對初步推導(dǎo)的開放式齒形轉(zhuǎn)輪的計(jì)算公式和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行修正;根據(jù)修J下后的公式和系數(shù)設(shè)計(jì)3組模型,每組模型的葉片數(shù)均為5枚,葉片安放角分別為90°、100°和109°;分別對各組模型進(jìn)行數(shù)值模擬,通過對模擬結(jié)果的分析,結(jié)合葉片數(shù)為4枚時(shí)的模擬結(jié)果,可以得出:5枚葉片數(shù)的開放式齒形轉(zhuǎn)輪曝氣性能優(yōu)于4枚葉片數(shù),葉片安放角β對開放式齒形轉(zhuǎn)輪的曝氣性能具有重要的影響,葉片安放角越大,曝氣性能越好。