立体循环一体化氧化沟(IODVC)导流板结构优化研究

针对立体循环一体化氧化沟(IODVC)弯道流场存在的问题,利用计算流体力学(CFD)和Fluent计算方法,对IODVC流场进行了二维单相流模拟,探究导流板结构形式对弯道流速分布的影响.研究结果表明,在同等边界条件下,导流板的结构形式对IODVC内混合液的流态分布影响较大.与单导流板相比,双导流板可将流速大于0.25 m·s-1的区域占比提高9.5%,并改善了弯道出口断面流速分布,有效地减小了下沟道靠近隔板处回流区域;此外,适当延长导流板末端长度,可以进一步强化对IODVC内混合液的导控作用,当延长长度等于导流板半径时,效果最佳,大于0.25 m·s-1的流速区域占比达到44.21%,使IODVC内部流场更加趋于均匀.研究结果对IODVC的进一步优化和工程设计有一定的指导意义.     

氧化沟弯道水流特性研究

通过建立一定水深下的氧化沟弯道水流平面二维数学模型,对弯道的流速分布进行模拟研究,对比分析了设置导流墙前后的水流流速变化情况,探讨了氧化沟设置偏置导流墙的机理。     

减少氧化沟弯道沉泥的模拟与研究

针对氧化沟弯道水流流态复杂的特点,分析了弯道横向环流和水流流速在弯道重新分布对污泥沉积的影响,对设置偏置导流墙前后的水流流速分布情况进行模拟比较,探讨了偏置导流墙对减少污泥沉积的机理。     

氧化沟半宽导流墙偏心距对水力特性的影响

针对氧化沟弯道水流流态复杂的特点,基于计算流体力学软件(Fluent)对氧化沟弯道设置半宽导流墙前后沟内的水力特性进行了模拟,考察了弯道半宽导流墙的偏心距对氧化沟水力特性的影响,通过灰色关联分析法对不同工况下的模拟结果进行了对比研究,结果发现导流墙偏心距在0²25 mm即约等于氧化沟半宽的1/8时,沟内的水力特性优于无导流墙的情况;偏心距离为225 mm时,过高和过低流速面积均最小,在0.3225 mm即约等于氧化沟半宽的1/8时,沟内的水力特性优于无导流墙的情况;偏心距离为225 mm时,过高和过低流速面积均最小,在0.3⁰.5 m/s内的速度占总体面积的45%,氧化沟内水力特性最佳;导流墙偏心距过大,对氧化沟内水力特性的改善不能起到促进作用,反而会形成较大的低流速区;氧化沟内设置同心半宽弯道导流墙后,同等条件下叶轮消耗的功率将会增加。     

导流板在生产性氧化沟中的应用

导流板是曝气转盘的附件。通过测试导流板设置前后对氧化沟流速分布和曝气机充氧能力的影响，分析了导流板在实际氧化沟中的应用效果，测试结果表明：导流板的设置提高了氧的转移效率，使转盘的充氧能力得以增加，改善氧化沟上部、底部流速分布。同时设置上下游导流板比只设置下游导流板效果更加明显。     

氧化沟中导流板的调整以增加曝气效率减少池底沉泥厚度的实践

三槽式氧化沟转刷下游导流板的设置位置和安装的倾角角度直接影响着三槽氧化沟的运行效果.设置导流板的目的是为了均匀分布氧化沟上下流速,增大沟底水流速度以减少池底积泥;促进沟内水流的上下混合强度以提高DO的转移效率.唐山东郊污水处理厂投产初期,导流板安装较乱.我们通过与唐山北郊污水处理厂的比较和分析,调整了导流板的位置,对调整前后的检测数据分析,提出了合理安装转刷下游导流板可有效的改善氧化沟流速分布、消除沟底积泥、提高转刷充氧效果,并对导流板定位尺寸提出建议,以供参考.     

导流板对氧化沟流场影响的数值模拟

利用Fluent软件对氧化沟流场进行三维数值模拟,采用滑移壁面模型定义转盘转动,Realizable k-ε模型模拟流场湍流变化,并与实测数据拟合验证,再运用验证后的模型对加装导流板前后的深沟型氧化沟进行模拟,得出导流板安装参数变化对氧化沟的影响。结果表明,加装导流板后氧化沟的流场改善明显,沟内中下部液流流速得到改善,减小了污泥淤积的可能。并得出合理的导流板安装参数:导流板板长为水深的1/5;距转盘中心距离为转盘直径的2倍,浸深为曝气转盘浸深的1/6。     

氧化沟水力特性对处理效果和能耗的影响

氧化沟水力特性对沟内溶解氧浓度和混合液流速梯度分布影响很大,可对最终的处理效果和能耗产生重要的影响.以处理能力500 m³/d的单沟型Passver氧化沟为例,对沟内的流场分布进行了计算模拟与实测,提出了改善氧化沟水力特性的措施,并分析了改善措施对运行能耗的影响,结果表明,在曝气转刷下游的弯道处分别设置张角90°,150°,180°的导流墙均可降低局部阻力,且随着张角的增大,效果越为显著,当张角为180°时,可降低局部能耗10%左右;在转刷转速72 r/min的条件下,增设张角180°的导流墙不会对溶解氧的分布产生较大影响.根据氧化沟处理低浓度生活污水的实际运行结果,采用活性污泥模拟软件对水力特性改善前后的处理效果进行了模拟计算,结果表明,设置导流墙前后出水水质变化不大.     

植草沟专用堰的设计与率定研究

植草沟是海绵城市建设中一种重要的转输设施,但现有的计量方法难以直接测定植草沟流量,因而提出利用薄壁三角堰,并通过设计一种与植草沟贴合的堰槽方式来测定植草沟的过流流量,使用此设施不仅可以监测植草沟进出口流量,还可以在不破环植草沟结构的前提下测定植草沟内任意一段的流量。采用直线边坡加圆弧底方式构建了非常规堰槽结构、直角三角形开口方式,实验率定了堰上水头与流量之间的曲线,并与既有公式进行对比。结果表明:相同堰上水头条件下,直角三角堰用既有公式计算出的流量值小于该堰槽方式下的实测值,且相对差值较大,实验范围内最大差值达25. 9%,因此既有计算公式不能直接用于流量计算,而必须进行率定。通过率定拟合公式计算出流量与实测流量相对误差的绝对值在5%左右,计量精度能满足工程要求。     

燃煤机组电除尘器入口烟道流场优化数值模拟研究

燃煤机组环保设施连接烟道阻力增加是风机能耗增大的主要因素之一,对烟道进行流场优化,降低烟道阻力和风机能耗是燃煤电厂节能降耗的有效途径之一。采用CFD数值模拟对某电厂660 MW燃煤机组电除尘器入口烟道进行流场优化,重点分析了5种不同优化方案下烟道阻力、风机能耗、灰质量流量分配比例、烟气灰浓度、导流板磨损速率等参数的变化规律。结果表明：通过设置合理结构形式及数量的导流板实现烟道降阻幅度28.7%,单台机组最大可节约风机能耗190 kW·h,节能降耗效果显著。新增导流板对烟气中灰质量流量分配比例具有调节作用,优化后A、B两侧烟道内灰质量流量比例偏差由14.8%降低至6.6%,提高了电除尘器的综合除尘率。烟道流场优化在改善灰浓度场分布的同时降低了导流板的磨损,优化后导流板的平均磨损速率由1.33×10^-7 kg/(m²·s)降低至0.56×10^-7 kg/(m²·s),降幅高达57.6%,导流板使用寿命是优化前的2.4倍,提高了机组运行的安全性和可靠性。     

沿江感潮水闸环境引水量的计算方法及实例

墅沟临江水闸对上海嘉宝北片的北引南排以及水资源调度提供了重要保护，本文以墅沟临江水闸为例，采用回归分析法和流量系统法探讨了基于水利调度方案下的沿江水闸环境引水量计算过程，并分析了沿江水闸环境引水量计算的主要影响因子。结果表明：（1）影响墅沟水闸引水量的主要因子是闸门的开度；（2）流量系数可以校正一次过闸流量的影响，但难以反映一潮引水中水闸开度动态变化所产生的影响，仍需进行校正；（3）沿江感潮水闸环境引水量的计算，难点在于闸门开度随闸内外水位差而发生复杂的变化，墅沟水闸闸门开度的设计调度方案与水位的变化是逆向的，人为调控的因素起到很大的作用。分析计算表明不同年型对水闸引水量影响较小，可以认墅沟水闸基本能够保证在不同年型的持续稳定引水。     

多孔喷头射流特性的实验研究

在没有密度分层的容泄水体条件下,对某污水排海工程多孔喷头的射流特性进行了实验研究。文中介绍了不同排污流量和环境流速条件下,多孔喷头附近的流速场和污水场特性;并对出流平均稀释度作了分析。最后,还对该喷头周围的冲淤形态进行了探讨.文中所得的结果对实际排污系统的设计和进一步研究有一定的参考价值。      

潮汐流动平均离散的分析与计算

利用二维潮汐流动纵向流速任意分布下离散系数的计算公式,对几种典型的流速分布建立了潮平均离散系数D_us与分时段按恒定流处理所得的潮平均离散系数D_s之间的关系。通过水槽试验对计算结果进行了定性验证。把这种方法应用于珠江,根据实测的流速分布资料,由恒定流的剪切离散结果获得了广州河段潮平均的离散系数。     

水力坡度对溪流钙华沉积的影响

在有钙华沉积的云南白水台景区引水渠道中,通过水准测量以及导线测量的方法,获得了引水渠道各研究点的相对高程和距离。利用流速仪测定了各研究点的水流流速,通过计算获得了各研究点的总水头和水力坡度。利用水化学记录仪,在短时间内测定了各研究点的电导率、水温与pH值,结合现场滴定以及室内水样分析的结果,计算出各点的方解石饱和指数和二氧化碳分压。发现在方解石饱和指数大于0.8的研究渠段,电导率、Ca2+和HCO3-浓度沿水流方向降低,经成因分析与数学推导,得出Ca2+浓度与总水头呈线性关系,水力坡度与渠段上的钙华沉积量也呈线性关系,这是岩溶作用动力学扩散边界层控制理论的具体体现,也即水力坡度越大,流速越快,扩散边界层越薄,碳酸钙沉积速率越大。     

松花江哈尔滨段二维水质模型参数敏感性分析

运用灵敏度与线性回归的方法,分析了松花江哈尔滨段二维水质模型中参数的敏感性。结果可知：污水排放量（Qp）=污水排放浓度（Cp）〉河流本底浓度（Ch）〉流速（u）〉横向扩散系数（My）〉降解系数（Kl）;污水流量（Qp）、污水排放浓度（Cp）、河流本底浓度（Cb）与预测断面污染物浓度均呈正向完全线性相关;降解系数（Kl）与预测断面污染物浓度呈负向完全线性相关;流速（u）和横向扩散系数（My）均与预测断面污染物浓度满足幂函数方程,且呈负向完全线性相关;在搜集资料时,要特别注意对流速小数位数的保留。     

静电除尘器粉尘运动轨迹的数值模拟与分析

为了分析线-管式静电除尘器的流动特性以及粉尘收集过程,建立流场、电场和颗粒动力场的数学模型,利用fluent软件对其进行数值模拟。结果表明:逃逸粉尘平均粒径随工作电压增高呈非线性递减关系,但随入口流速增大基本呈线性递增关系;而粉尘向收尘板偏移趋势随工作电压增高而增强,但随入口流速增大而减弱。     

跨流域引水工程对晋江水环境容量的贡献

采用概率稀释模型（PDM-PS）计算方法,在设计条件为流量7Q10、达标率100%的情况下,计算该工程建设前后东溪和晋江干流水环境容量,并进行比较,结果表明,该引水工程年平均引水3.5亿m^3,分别为东溪及晋江干流增加水环境容量（以CODCr计）5446.1kg/d和4293.4kg/d。     

导流明沟人工湿地治理橡胶废水实践

运用人工湿地原理，采用明沟导流治理橡胶生产废水，其工程投资低，占地面积小，运行稳定，易于管理，去除率高，处理后废水达到国家标准。     

均质滤料过滤阻力的数学模型

以NaCl为示踪剂 ,测定滤层内水流电导率的变化 ,通过分析、计算可以得到滤层内絮体的体积比截留量 .不同条件下的试验结果表明 ,在过滤过程中 ,水头损失梯度的变化只与截留的絮体体积有关 ,与滤床厚度、加药量、滤速的改变几乎无关 .根据示踪剂实验结果 ,得出了滤层过滤阻力数学模型的具体表达式 ,并讨论了相关过滤阻力模型的适用性     

气溶胶粒子在毛细管中沉积与再悬浮

采用亚微米单分散聚苯乙烯球形硬气溶胶粒子和脉冲进样技术,测定了气溶胶粒子在管道中的沉积率,研究了沉积率与流体速度、管道长度、管道直径和气溶胶粒子大小之间的关系.结果发现,在相同条件下,沉积率随管长增加而增大;随流体速度增加而减小.在相同体积流量下,沉积率与管径关系不大;而沉积率与气溶胶粒子大小之间的关系比较复杂.沉积的气溶胶粒子如果在更大流速冲击下,将发生反弹,部分气溶胶粒子从黏附表面上分离再次悬浮于流体中.