基于CFD的紫外消毒模型的開發(fā).pdf

1、紫外消毒技術(shù)由于不產(chǎn)生二次污染、運(yùn)行安全可靠、安裝維修簡便、占地面積小、消毒效率高等優(yōu)點(diǎn)，在水處理消毒領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。目前，國內(nèi)紫外線消毒技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平相比存在很大差距。國際大型紫外設(shè)備廠商已經(jīng)開始采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等先進(jìn)工具開發(fā)紫外消毒設(shè)備，而國內(nèi)生產(chǎn)商現(xiàn)在主要是模仿國外廠家進(jìn)行生產(chǎn)，缺乏設(shè)備的開發(fā)核心技術(shù)，紫外消毒效果無法得到保證。
　　在此背景下哈爾濱工業(yè)大學(xué)與深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司合作開展“水處理紫外消毒設(shè)

2、計(jì)優(yōu)化與設(shè)備開發(fā)”項(xiàng)目，此項(xiàng)目已申請深圳市產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，本課題即是其中的一部分。研究中運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值模擬技術(shù)建立紫外消毒模型，對該模型進(jìn)行了流場模擬，主要工作內(nèi)容包括：
　　(1)建立基于CFD的紫外消毒模型，研究光強(qiáng)分布。對光強(qiáng)計(jì)算模型進(jìn)行分析后，以柱狀環(huán)近似疊加數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)編寫光強(qiáng)計(jì)算程序，設(shè)計(jì)開發(fā)紫外光強(qiáng)分布計(jì)算軟件，并以此軟件為工具對紫外消毒模型中光強(qiáng)分布進(jìn)行計(jì)算；
　　(2)對紫外消毒模型進(jìn)行流場的

3、水力模擬，采用粒子示蹤的方法模擬顆粒的停留時(shí)間，計(jì)算消毒模型的有效劑量，以有效劑量為評價(jià)手段對消毒模型進(jìn)行消毒性能評估，建立有效劑量-流量反應(yīng)關(guān)系曲線，分析發(fā)現(xiàn)有效劑量隨流量增加而減少，呈倒冪的函數(shù)關(guān)系，而不是簡單的線性關(guān)系；當(dāng)反應(yīng)器消毒滅活率達(dá)到4.4lg時(shí)，T10/HRT=0.3634，模型的水力效率不高，消毒潛力較大；
　　(3)采用生物驗(yàn)證的方法對紫外消毒模型有效劑量進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明模擬劑量高于生物驗(yàn)證劑量；