污水兩相流動特性分析.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加速，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水量急劇增加，污水的排放量也隨之增加。雖然污水處理率有了較大幅度的提高， 但由于排污總量的增加，未經(jīng)處理的污水排放量仍有增無減，我國水環(huán)境狀況的發(fā)展趨勢不容樂觀。因此，在今后相當長的一段時期內(nèi)，我們必須進一步加大水污染治理的力度。 目前的污水管道設計大多按重力流考慮，認為其流動狀態(tài)為均勻流，與清水在明渠中的流動類似。這種處理方法未考慮污水的多相流特性，導致了

2、理論上的欠缺。 本文將污水視為固液兩相流，首先對顆粒在流體中的沉降理論進行了分析，從中得出沉降速度在不同流動狀態(tài)下的表達式，為后面分析顆粒的起動、揚動、止動流速與管道運行臨界不淤流速打下了一定的基礎(chǔ)。接著又闡述了兩相流的基本理論用在明渠二維恒定均勻兩相流動中的情況，以及按挾帶推移質(zhì)水流的概化模式，導出的垂線流速分布公式，這已被水槽實驗驗證為合理。還引用了兩相流理論中從低濃度兩相流中固相和液相的相互作用著眼，引入攝動分析的理論，并

3、通過動量方程直接得出了懸移質(zhì)泥沙濃度分布規(guī)律的方法。從而對倪晉仁和王光謙提出的懸移質(zhì)泥沙分布的統(tǒng)一公式給出了理論解釋。 最后又借用泥沙運動方面以及污水管道內(nèi)泥沙運動方程的知識，得出了不同管徑下顆粒的起動、揚動、止動流速與管道運行臨界不淤流速。最后結(jié)合污水流動的最小設計流速與顆粒起動流速、臨界不淤流速的關(guān)系進行了分析，結(jié)論如下： （1）文中所得出的速度分布與濃度分布是在明渠兩相流動情況下推得的，由于污水管道流動多為重力流，

4、是明渠流中的一種，所以文中的分析在認識污水流動特性方面具有一定的參考價值。 （2）一般認為溝道自清流速的概念應是指起動流速而言，它在理論上能滿足溝底沉沙沿底部沙浪跳躍滾動隨水流前進，在有限程度上達到自清要求，但是不能滿足較高的要求。 （3）Ackers- White公式是包括底沙和懸沙在內(nèi)的全沙挾沙能力公式,是目前國際上通用的幾組明渠泥沙運動公式之一,并得到一定的明渠現(xiàn)場實測資料的驗證。借鑒其中提出的臨界不淤流速概念，將