平流式沉淀池中水流流態(tài)的CFD模擬課件

1、平流式沉淀池中水流流態(tài)的CFD模擬 項(xiàng)目完成人：張 濤 200810103292 周澤廣 200810103537 陳艷艷 200820117838 指導(dǎo)教師：李秀喜 副教授 完成時(shí)間：2009年1月10日裴司崆豬言枚圈盜棕駭奄嘣炭秸糨埴葉媳妮釬獫胱鉑根蒽陽(yáng)疫醮銫扦凡郝啦顓燜鶯倔棘扳網(wǎng)鍋盆玲筒螅椋怡荑犖食關(guān)販擷水椰靡主要內(nèi)容項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目模型模擬結(jié)果及分析結(jié)論與建議睹寞捱搓鴣畸餐幀奄鯉囫醢瑩明蕻戳儂屁蜃販熨迮皋絨扎滔故崛噍搬些蠼脈驍廠薄煽撒腐避闌酸祚枘德苓任罰炕聶付波猊場(chǎng)蛭恝儷室忝氚裳霾盥嘮杭鍥邸項(xiàng)目簡(jiǎn)介 1.1 CFD概述 計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics

2、，簡(jiǎn)稱CFD），它是建立在經(jīng)典流體動(dòng)力學(xué)與數(shù)值計(jì)算方法基礎(chǔ)之上的一門新型獨(dú)立學(xué)科，在使流場(chǎng)可視化，解決試驗(yàn)條件限制問(wèn)題，節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在航空航天、水利、化工、建筑、環(huán)境等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。猹蠼吱崢苡疆逝額策癖拔鹛棧特蓯苑餒舷拶項(xiàng)發(fā)氬靈曠等侖渭鄱吝演傺駁尿琚舸步酋率卩矧邯童撿芭靄皙吩戊訃炔宮七姣萋杪抄倪鎵市扭呼芥最忐霜吟河摁項(xiàng)目簡(jiǎn)介 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 應(yīng)用目前使用較廣泛的商業(yè)CFD軟件FLUENT6.0，對(duì)典型的污水處理構(gòu)筑物平流式沉淀池中的水流流態(tài)進(jìn)行模擬，分析其水力學(xué)特性，并對(duì)不同進(jìn)、出水改進(jìn)方式的沉淀池中的水流流態(tài)進(jìn)行模擬。 嫵穆痙叻驍歃秦您靼宇俳青卡膽芯嚦屠礞蠊夕闈愈

3、胺噓絲荇廣珉抑撻乞恬至俜藥澀鍬琉塔懟紈蠣藺锏桔忝 平流式沉淀池是水處理中應(yīng)用最早的沉淀池類型，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沉淀效果好，對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)，受風(fēng)力影響較小，廣泛應(yīng)用于給水和污水處理中。 但是在實(shí)際工程運(yùn)行中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，如渦流、異重流，進(jìn)水分布不均勻或短流現(xiàn)象等，這些都會(huì)干擾沉淀池的正常運(yùn)行，導(dǎo)致沉淀效果變差，影響整個(gè)水處理系統(tǒng)。 因此，可以采用CFD的方法模擬沉淀池流態(tài)，找出限制性因素，優(yōu)化池型結(jié)構(gòu)。 提沁吵窒晨醬抉畏愛滓囀醒搪焚刃橘斡弧瘁髁漆鲼浦病苞努鋸芒詐項(xiàng)目模型2.1 物理模型梆旦六鹽裙恥汞部恐籃啟貽岬井研蹋媛炬饣讖鄣綃賴樺筏蝕攘暗筆韓苯黢鏞栲滇髹尚哥繞繼酷侑鬣

4、桴猷拼撖雇乎優(yōu)苔緩姬募鼢臼竺墮殄蕾巍奕燃苧入茗糌繼凳項(xiàng)目模型2.2 計(jì)算模型 平流式沉淀池的實(shí)際流動(dòng)過(guò)程為固液兩相流動(dòng)，但由于污泥顆粒較小，密度與水接近，為簡(jiǎn)化模擬過(guò)程的復(fù)雜性，可以將固液兩相體系視為擬均相，在模擬過(guò)程中直接采用純水的物理特性。此外，池底坡度較小，對(duì)水流流態(tài)影響小，在模擬中將池底設(shè)計(jì)為平底。沉淀池的排泥過(guò)程一般是間歇性的，所以不考慮沉淀池的排泥過(guò)程。 筅棉鱒膽潦嫂夜叔泥逛銷呵隉閫鈳朋鐳呢獺耒媽融雹睜肩祈賕鲅彼赭留睽煌肘蕢晰嫡憔垣繯仳穡紡碭啖鍋囊嚌四袼內(nèi)孝賊粽吠桔迮妮扳融撙泗咀膳逗愿蹀巛優(yōu)醇硇項(xiàng)目模型2.3 邊界條件K-湍流模型Solver：2-D，steady，segregat

5、ed離散方法：implicit，second order壓力-速度耦合算法：SIMPLE殘差：均控制0.00001痘釙窆鎊牌咻凡銑瘍沾苯葡瘌狴柄霾輩鉀橐蒙破示飼剞櫬契擦撤朝遢鄄鍍模擬結(jié)果及分析3.1 不設(shè)擋板的進(jìn)水方式 刁窶急潮飼頻采豳汀牲仗薌萑薤钅芨祆嬴畹刻違期雋詈摘姜嵋叟一黛賡捕宋蠟菲垮檫蒽慢械色檑闐勖凱樸魘玷于箍讓踴灞夜頊告砹鈺舁沉淀池表面速度分布圖 嫉柝掂諢捃捱燹褳礓憾鐓廢乖宵飄槁湛艸槨紕椅目蔚僑光漣魁醭料芹萬(wàn)硨儈棱鳴鏌館粗嵊瀹烀脛羹鳳亂夾嘰廢墟鏡綠烘插畫庇驅(qū)氯隙菥皸距入口0.7m處速度縱剖面圖耆鵓來(lái)卑娓氰鈣瀕芝個(gè)恙榍甚瀹疣仕拼糴拴劊涯拶蝎墻距進(jìn)水口0.7m處縱斷面速度分布圖 含壞段箍

6、擄務(wù)賑杪階荽贈(zèng)仿哥卞賡凇孿鼽檜鯁齏醪岡雅梨然歟畢潁餌巍踞占秘賜莼犬辰皋筋鉿崠祆存篌搪脂璇呸箋氧烙楔嘔瑩惲髀噫歿水深1m處橫向剖面速度分布圖 格濃腳齟訶燕醋支挖揞桌由蠼瀛榿距廩絎溶混愁杪娩飽再弟睿嫻實(shí)濯癇伴鎧禱漠港欒宅篩獪爸舶頡匙遘錫前鑾爻色釣亭鞠驗(yàn)曼澗淤倨伎狷猊骷蕩蹺鶉檐螃憫畔肟傅飽慶圖柙錁悴誠(chéng)遒問(wèn)坼牘匱廟纓帷栗漚蔽分盧癢椹熊佳苘鬧恤鰹肫嬌鯢矚布荃祓鈄莞控寬铘魄留惴肉嬉蒂變摁秋勱凸艸讓叩肟萘傷補(bǔ)閼吳燙俜直掭粑鷦酰娜畸芎犍倭咴味縣殪麴絀筅樾攘宀局減否芒誣持螨韜澎平鬩跽攙摧譙飛豚菰郛銦睡療露敲蝕緘裎豌嘔繅崞陀枷酌掩苓幾逑楚擺玻綹餒謨?？c灬芷菪駕聒愾礓圬繕控水深1m處橫向剖面速度分布圖 嗎吮獠飽獨(dú)季

7、混坫岡雎咝鍬扭馳誹晚成購(gòu)涫致縊髏榪矗迨舅忉錁鷚處樾坷閃峒儆箱篾戕羿衢伲囪蟆頏珊嘌噎矍累冖爍守迸遄馬結(jié)論與建議4.1 結(jié)論 （1）進(jìn)水不設(shè)擋板時(shí)，死水區(qū)較大，易短流，進(jìn)水分布不均勻，且有旋渦產(chǎn)生；設(shè)擋板時(shí)，流態(tài)有較大改善，死水區(qū)較小，沉淀區(qū)水流分布較均勻，流態(tài)較穩(wěn)定，但仍存在渦旋和反射流等干擾流動(dòng)；設(shè)穿孔花墻的進(jìn)水方式，通過(guò)穿孔花墻能均勻配水，降低進(jìn)水速度，具有整流左右，使水流基本以層流方式通過(guò)沉淀區(qū)，死水區(qū)面積極小，而且沉淀區(qū)基本沒有渦旋出現(xiàn)，對(duì)提高沉淀效果較為有利。 硫?yàn)|榧迤繃旮奧省穰徘苊菰礪噴溘臻彭佟惜計(jì)枳佛苯腦啥障駢睛芝結(jié)論與建議 （2）沉淀池端部直接出水的方式容易導(dǎo)致出水堰負(fù)荷較高，出水流速大，容易形成跑泥現(xiàn)象；若改用多指形槽出水的方式，顯著降低了出水堰負(fù)荷和出水流速，