往复隔板絮凝池流场数值模拟及混凝效果分析

对往复隔板絮凝池内的流场进行了数值模拟 ,并根据絮凝池的工作特征分析了水流状态对混凝效果的影响。结果表明絮凝池转弯处过水断面面积A_1 与廊道过水断面面积A_2 的比值A =A_1 / A_2 ,这一影响流场紊流动能的设计参数的最佳范围是 1 2～ 1 5。按此设计参数设计的往复隔板絮凝池模型的混凝反应效率是比较理想的。     

涡漩水流对混凝沉淀效果影响的研究

应用粒子图象测速技术，建立了研究往复隔板絮凝池涡漩流场的室内测试系统，对往复隔板絮凝池拐弯处水流涡漩运动进行了研究，运用粒子图象测速技术，可进行多点同步测量，获得速度随时间变化的平面和空间分布，因该技术是非常接触式的，不干扰流场，故提高了可靠性，使用量测系统软件，对不同方案的涡漩运动进行了分析，并对混凝沉淀效果进行了比较。     

圆形网格孔眼对絮凝水力条件的影响研究

基于数值模拟的方法,对网格絮凝池网格孔眼采用传统的正方形和改进的圆形形状进行研究分析,得出圆形、正方形两种孔眼形状的网格絮凝池前、中、末段内部流场的水力特性。研究表明:以涡旋速度梯度G'、湍动能k和水头损失作为絮凝评价指标,得出圆形孔眼优于传统正方形孔眼,并得出了圆形孔眼网格板的最优半径及网格板最优间距。这在一定程度上对网格絮凝池的优化具有指导意义。     

涡流澄清池反应区流态模拟及试验分析

对涡流澄清池反应区投加涡流反应器及不投加涡流反应器2种工况进行现场试验,用Zeta电位仪及FCD(絮凝光学检测仪)检测絮体ζ电位及其结构形状的变化情况;然后采用fluent软件模拟水流在涡旋澄清池反应区中的涡旋尺度、涡旋分布、流场状态,获得反应器内部流场的详细信息;在投药量及进水量相同情况下,比较分析试验及数值模拟结果。结果显示,数值模拟的结果与现场试验结果具有较好的相似性,证明数值模拟的正确性,为以后优化反应器的设计及运行参数提供思路。     

栅条絮凝池内部流场及颗粒运动状态模拟分析

利用数值模拟方法对栅条絮凝池前段内部流场进行模拟分析,以涡旋速度梯度和湍动能作为综合评价指标,对其结构设计的合理性进行了验证。在流场中加入了11组不同粒径和有效密度的絮凝颗粒,每组在流场入口处随机释放98560个粒子,利用DPM模型对粒子运动轨迹进行追踪统计。结果表明:随着絮凝颗粒的增大,其有效密度呈相应下降趋势。絮凝颗粒直径为1~1000 μm,沉积率<10%,且在各竖井内沉积均匀,能够很好地满足絮凝要求。当颗粒粒径为1000~5000 μm时,沉积率呈急剧上升趋势,但在各竖井内沉积较为均匀。当颗粒粒径进一步增大至10000 μm时,大量粒子在第1段竖井内沉积,不利于排泥的均匀性。综合考虑沉积率和排泥均匀性,实际工程中应尽量避免出现1000 μm以上的大粒径絮凝体。     

涡旋絮凝气浮的理论及其应用研究

应用流体动力学和气浮原理 ,研究分析紊流条件下絮凝气浮的动力学致因 ,提出了涡旋絮凝气浮理论和方法。介绍了涡旋絮凝气浮池的工作原理及实际应用情况。     

混凝工艺设计优化方法研究

提出了混凝工艺设计的优化方法,通过烧杯试验得到最优混凝剂和最佳投加量以及最佳设计絮凝时间,并利用正交试验寻求多因素不同水平组合下的最佳能耗分配方案.该方法可以为水厂的絮凝池设计提供较为科学的设计数据.     

化学生物絮凝工艺污染物去除试验研究

化学生物絮凝污水处理工艺是一种新的一级强化处理工艺。该工艺在传统的化学混凝的基础上将沉淀池内的污泥回流至化学生物絮凝池,利用化学混凝和污泥吸附的协同作用去除污水中的污染物。中试试验结果表明,聚合硫酸铝铁絮凝剂投加量为70mg/L,PAM投加量为0.5m g/L时,COD、TP和SS去除率分别为61.8%、74.5%和74.6%。化学生物絮凝池内污泥富集了未反应的絮凝剂,这部分絮凝剂对污水中TP具有很好的去除作用。化学生物絮凝池内污染物的沿程分析显示,回流污泥与污水充分接触可促进TP的进一步去除。     

折板絮凝池内流场数值模拟和絮凝效果分析

通过流体软件FLUENT对不同角度的折板絮凝池内流场进行数值模拟,比较不同折板絮凝池内液体流态,结合设计要求分析其絮凝效果,提出提高和改善絮凝效果的一些措施,以指导实际工程。     

基于CFD-PBM耦合方法的栅条絮凝池内颗粒聚并行为模拟

为探究絮凝池内部颗粒聚并行为的影响因素,采用群体平衡模型(PBM)模拟颗粒聚并行为,通过CFD-PBM耦合方法,研究了絮凝颗粒初始平均粒径和絮凝颗粒体积分数对栅条絮凝池内部颗粒聚并行为的影响,提出了颗粒平均粒径增长率指标来表征CFD-PBM耦合方法下絮凝池内部絮凝效果。结果表明：1)当进口颗粒体积分数为0.1时,随着絮凝颗粒初始平均粒径由10μm增长到76μm,出口处粒径由117.54μm增长到154.82μm,但颗粒平均粒径增长率由1075.4%迅速降低至103.7%;2)在进口颗粒初始粒径为40μm时,随着颗粒体积分数由0.05增长至0.2,出口位置颗粒粒径由127.16μm增加至155.74μm,而平均粒径增长率也随之由208.7%增加至289.4%;3)从整体上来看,当颗粒体积分数从0.05增加到0.1时,平均粒径增长率的变化最快,絮凝效果的提升最为显著。研究结果对于栅条絮凝池的结构设计指导和絮凝效果评价具有重要意义。     

长宽比参数对圆弧角海水养殖池水动力特性影响的数值研究

为提高养殖池在车间建设中的占地比率和获取较好的养殖池流场性能,需要确定适宜的养殖池长宽比参数。本文采用计算流体力学（computational fluid dynamics）技术,对不同L/W（即养殖池长边边长L与宽边边长W比值）的矩形圆弧角养殖池流场性能开展数值模拟,建立对直双管（两个进水管布设于不相邻两个直壁的中间位置）入流的养殖池三维湍流数值计算模型,并将进水管布置在长边和宽边两种工况进行对比,分析两种工况下养殖池的水流速度、阻力系数变化、水体均匀性、涡量等流场评价指标。本研究表明,两种工况随长宽比的改变,流场变化趋势基本一致,L/W为1.0～1.2时养殖池具有良好的流场性能,L/W为1.2～1.6时流场性能急剧下降,L/W为1.6～1.9时流场性能较差,该研究结果可为工厂化循环水养殖池的池型设计和流场性能优化提供依据。     

基于流场特性数值模拟的袋式除尘器关键结构设计研究综述

流场特性是影响袋式除尘器净化效果、除尘效率和使用寿命的关键因素,是优化或评价设备设计合理性的依据.本文在袋式除尘器工作原理分析基础上,明确了目前袋式除尘器研发中需要解决的关键问题,阐述了袋式除尘器内部流场数值模拟方法、流场特征评价指标、以及流场分布的关键影响因素,并重点归纳总结了常见结构设计因素对袋式除尘器流场特性的基本影响规律.以期通过该综述,可以为改善袋式除尘器内部流场性能的用户提供可以参考的结构设计方法.     

混酸废液焙烧再生炉内流场和温度场分布的可控模拟

喷雾焙烧法作为不锈钢混酸废液全酸回收的最先进工艺方法,不仅可以实现废液中游离酸和化合酸的回收,还可以实现金属氧化物的回收。若该工艺中焙烧炉（核心设备）内流场和温度场分布混乱,易加剧金属氧化物粉末挂壁,进而导致废酸不能完全反应而腐蚀炉体,影响生产运行。采用模拟软件Fluent对不同空燃比、燃烧气初始流速等条件下焙烧炉内流场和温度场的分布进行模拟,以获得最优的流场和温度场,最大程度消除金属氧化物粉末的挂壁现象,确保设备的长时间稳定运行。结果表明:在燃气介质为煤气,燃烧气初始流速为20 m/s,空燃比为1.7∶1模拟时可获得最佳的流场和温度场分布,在该最佳条件下焙烧炉内温度梯度的实际测量与模拟结果基本吻合,也进一步验证了模型建立的正确性。在改变燃气介质为天然气的条件下,在燃烧气初始流速为20 m/s,空燃比为13∶1时也可模拟获得最佳的流场和温度场分布。该模型对今后酸再生工艺的开发设计和运行管理具有良好的指导作用。     

稻田表面流去除鱼塘养殖水中的氮、磷效果试验研究

池塘水质对水产养殖非常重要,本研究的目的在于探索稻田面流净化池塘养殖水质的技术途径。在养殖池塘旁稻田内布置9个小区,进行田间面流试验,取水样进行分析。结果表明：在1．5—6．0m^3／h（相应的平均流速为7．5～30m／h）的水力负荷下,鱼池水经稻田表面流处理后可得到一定净化;N、P的去除率与稻田表面流的流量（流速）有关,随流量增大呈减小趋势;在抽穗一扬花期稻田可有效减少养殖水的氮磷含量,在拔节期一孕穗期可显著减少NOf—N含量,有利改善池塘养殖环境。     

横向极板电除尘器二维流场的数值模拟

对横向极板电除尘器内二维流场进行了数值模拟,流场模拟采用k-ε双方程模型,计算采用SIMPLE算法。利用有限体积法对计算区域进行离散,用前处理软件GAMBIT对几何模型进行网格划分,FLUENT流体计算软件对内部流场进行数值模拟,得出了内部流场随入口流速的增加,湍动性增加,阻力损失也会增大。     

辐流式二沉池的数值模拟及应用

采用标准k—ε两方程紊流模型和简化的多相流Mixture模型对辐流式沉淀池内的水流速度场和悬浮物浓度场进行了模拟。通过验证表明该模型能够很好地模拟沉淀池中水流流场以及污泥的分布情况。利用该模型模拟辐流式沉淀池在不同进水流速和不同挡板布置形式下的水流流场、悬浮物的浓度场,经过分析比较提出了更合理的沉淀池运行工况,并优化了挡板的布置形式,以期提高沉淀池的运行效率。     

横向侧风及反推气流对安装状态下发动机进口流场影响的数值研究

目的探究横向侧风及反推气流对大涵道比涡扇发动机进口流场的影响。方法采用CFD手段模拟飞机滑跑着陆过程中反推力装置打开后的全机三维流场,获得不同横向侧风风速下反推气流的扰流流场细节。结果相对来流马赫数越小,反推气流越容易被发动机吸入,横向侧风风速的增加,进一步加大了被发动机吸入的可能性。在侧风的作用下,反推气流对远离侧风来流一侧的两台发动机影响更严重,随着横向侧风风速的增大,远离侧风来流一侧的发动机进口截面上的周向总压畸变和总温畸变程度基本上是逐渐增大的,其中最大值约变为平均值的4倍。结论通过研究获得的飞机受到侧风时的反推状态下发动机进口流场细节及流场畸变情况可以为飞机进气畸变实验工作奠定技术基础。     

飞行器绕流流场脉动压力环境预示方法探讨

目的预示飞行器绕流流场的脉动压力环境。方法基于湍流理论,根据飞行器绕流流场脉动压力的产生机理、流动特征及其研究难度进行分析,从理论研究、风洞实验、数值模拟等研究手段探讨脉动压力环境的预示方法,并考虑工程问题中飞行器绕流的高马赫数、高雷诺数特征,对比不同研究方法的优劣。结果风洞实验是获取飞行器脉动压力环境的有力手段,针对典型外形的实验数据,结合理论推导分析,拟合获得了一系列半经验关系式。时均流场与半经验关系式相结合的方法能够快速评估获得飞行器表面的脉动压力环境,在工程中广泛应用。直接数值模拟方法能够精确刻画流场结构,准确预示脉动压力环境,应用前景光明。结论风洞实验、基于半经验公式和时均流场的预示方法以及直接数值模拟方法在飞行器脉动压力环境预示中能够发挥重要作用。     

EH32钢在人工海水中的流动加速腐蚀行为研究

目的 明晰流场、传质和锈层在EH32钢流动加速腐蚀过程中的协同作用机理。方法 利用射流喷射系统研究EH32钢的流动加速腐蚀行为,并基于CFD仿真模拟流场分布情况,最后通过微观形貌表征分析EH32钢的腐蚀形貌。结果 在射流喷射系统中,试样表面的流场分布不均匀,根据锈层的颜色可分为不同区域,喷嘴正对区域锈层最厚,但疏松多孔,形成凹坑,腐蚀最严重。远离喷嘴区域锈层逐渐减薄,但更致密,腐蚀形貌转变为“flow mark”和点蚀。结论 流场严重影响着腐蚀产物的分布,正应力高、剪切应力低的区域形成的锈层厚且疏松多孔,正应力低、剪切应力高的区域形成的锈层薄,但更致密。反应生成的阳极液随流体的转移过程导致了“flowmark”损伤形貌的形成,致密的锈层抑制了阳极液的转移,导致了点蚀坑的损伤形貌。锈层和阳极液的累积使得喷嘴中心区域表现为主要阳极区,腐蚀损伤最为严重,而远离中心区域由于致密的腐蚀产物抑制了传质过程,腐蚀速率较低。流场、锈层以及传质三者的协同作用决定了流动加速腐蚀行为。     

不同涡流场形态下混凝效能研究

采用粒子成像速度场仪(PIV)对Taylor-Couette反应器中纯水力流场及添加不同混凝剂的混凝过程进行观测与研究,同时对比聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、三氯化铁(Fe Cl3)的混凝效能与化学条件、水力条件之间的相互关系.结果表明,几种絮凝剂的速度场都较接近于纯水力条件下的速度场,且在波状涡流场中混凝效能最好;Fe Cl3在较宽的转速范围内都能有较高的浊度去除率,而PFS在紊动强度稍大的流场中也能获得好的混凝效能.波状涡流场可为絮凝反应提供最佳的水力条件,而初期波状涡波较有利于产生大粒径絮体,可为后期絮凝反应提供更佳的水力条件.