絮凝池流场数值模拟及结构优化研究

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在絮凝颗粒碰撞凝聚过程中,水力条件起着决定性的作用。然而,提供一个怎样的水力条件将最有利于混凝反应的进行,至今并没有得到很好的解决。因此,研究絮凝过程中的流场变化规律,以此优化絮凝池结构非常必要。  本文首先对不同池体结构和不同边壁形状的絮凝池进行了流场数值模拟计算,并结合絮凝理论,分析往复式隔板絮凝池内的流场特性,为该设备的进一步优化设计提供了参考依据。  此外,本文通过对加设扰流装置的反应器内部流场的模拟分析,指出加设扰流装置后形成了涡旋,增加了平均水流的扰动,提高了能耗的有效利用率,增大粒子的碰撞、凝聚速率。由于涡旋的混合作用,不仅能使药剂迅速而均匀的扩散,还能形成立体接触碰撞凝聚。该结论有助于将紊流微涡旋理论应用于絮凝研究。  最后,本文分别对不同网眼尺寸、网格间距的网格絮凝池进行了数值模拟分析,分析讨论网格间距、网孔尺寸以及二者比例关系对絮凝流场的影响规律。模拟结果表明,适宜的网孔尺寸可以形成有利于颗粒凝聚的有效尺度涡旋,提高絮凝效率,缩短反应时间,减小反应器体积。  总之,通过研究表明数值模拟能较好地反映絮凝流场变化规律,CFD技术是进行絮凝流场研究的有效手段。
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