“渾水水力分離清水裝置”的清水流場數(shù)值模擬.pdf

1、“渾水水力分離清水裝置”(后文簡稱“裝置”)是新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院水力學(xué)教研室課題組成員研制出的一種新型的凈水裝置，該“裝置”僅依靠動態(tài)渾水自身水力作用分離出清水，分離出的泥沙都由自身水力作用排除，而無須施加任何其它動力和化學(xué)藥劑，其裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，運(yùn)行費(fèi)用低，改變了傳統(tǒng)的自來水加藥處理泥沙的方式，極大地改善了水質(zhì)，對解決我區(qū)沿多沙河流地區(qū)居住分散的農(nóng)牧區(qū)群眾生活用水困難的問題以及為噴、滴灌等先進(jìn)節(jié)水技術(shù)在我區(qū)的推廣應(yīng)

2、用有著廣闊的前景。 本文通過三維數(shù)值方法模擬“裝置”內(nèi)的清水流場，通過數(shù)值模擬深入了解“裝置”內(nèi)清水流場結(jié)構(gòu)及流體的水動力學(xué)特性。 本文利用計(jì)算流體動力學(xué)軟件FLUENT對“裝置”進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究。分別對無懸板和有懸板兩種工況進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬出兩種工況下的速度場，并對其進(jìn)行分析。在預(yù)備階段分別采用了標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型、RNGk-ε模型和雷諾應(yīng)力模型進(jìn)行計(jì)算和比較，并將其計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值比較，最終選擇與試驗(yàn)值最為接近的

3、雷諾應(yīng)力數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算。由數(shù)值模擬得出以下結(jié)論：(1)“裝置”內(nèi)的流動是典型的三維非軸對稱流場，流場內(nèi)存在一繞“裝置”中心旋轉(zhuǎn)的偏心渦旋，漩渦的旋轉(zhuǎn)方向與進(jìn)流方向同向，并呈現(xiàn)出明顯的強(qiáng)迫渦特征，即vθrn=C，(n＜0)； (2)“裝置”流場大致可分為三個(gè)區(qū)：重力區(qū)，過渡區(qū)，錐體區(qū)。在重力區(qū)，“裝置”的內(nèi)側(cè)軸向流速隨z的增加而減小，并且逐漸呈現(xiàn)出向下的軸向流速區(qū)(即試驗(yàn)中觀測到的清水區(qū))；過渡區(qū)受涵管進(jìn)口的影響，流態(tài)較亂，無明