水處理絮凝動力學(xué)的試驗研究和數(shù)值模擬.pdf

1、絮凝設(shè)備的水力學(xué)特性是影響絮凝反應(yīng)效果的重要因素。本論文結(jié)合試驗和數(shù)值模擬進行的不同水力學(xué)條件對絮凝效果影響的研究，對合理選擇絮凝工況、提高絮凝效率和優(yōu)化絮凝工藝有預(yù)測作用和實際指導(dǎo)意義。 本論文進行的主要工作如下： 1.應(yīng)用燒杯試驗進行改變絮凝反應(yīng)容器的形狀、絮凝階段的轉(zhuǎn)速、攪拌槳的幾何尺寸和槳葉置水樣中的高度等水力學(xué)條件對絮凝效果影響的試驗研究，得到各情況下較合理的絮凝動力學(xué)條件。 2.在總結(jié)國內(nèi)外對攪拌槽中

2、水流流場研究成果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用計算流體力學(xué)軟件FLUENT對上述試驗中不同水力學(xué)條件下、容器內(nèi)的水流流態(tài)進行三維數(shù)值模擬，以計算所得的有效能耗ε和微渦旋尺度λ作為評價絮凝是否充分的標(biāo)準(zhǔn)，對絮凝過程中的復(fù)雜現(xiàn)象作出合理解釋與分析。 通過試驗研究和數(shù)值模擬，本論文得到以下結(jié)論： 1.對燒杯試驗的結(jié)果分析得到：容器形狀對絮凝階段轉(zhuǎn)速的影響最大，而對其他因素如混合階段的轉(zhuǎn)速與時間，絮凝和沉淀時間的影響較弱；在同一圓形容器中，合理

3、選擇絮凝階段攪拌槳的轉(zhuǎn)速、適當(dāng)增大槳葉劃水面積、調(diào)節(jié)槳葉置水樣中的高度都能改善水流流動狀況，優(yōu)化絮凝效果，降低剩余濁度。 2.對數(shù)值模擬的結(jié)果分析得到：圓形容器中水流緩和，用于絮凝的整體平均有效能耗較高，方形容器有較好的阻流作用，但其四個直角處會形成明顯的死水區(qū)，阻礙局部流體運動，不利于局部絮凝體的成長；同一圓形容器中合理的絮凝攪拌轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生的水流紊動效果，既促進槳葉區(qū)顆粒之間有效碰撞，又保證主流區(qū)絮凝體結(jié)合鍵牢固不被強大的剪切