收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

分层水环境人工诱导内波的强化混合效果

张垚臻  
【摘要】:针对目前国内外缺乏对内波和水流上涌对水体混合的相对强弱关系研究的现状,采用近似计算的方法,提出了一种区分内波和水流上涌对水体混合所做贡献的新方法,定量计算了内波和水流上涌对水体混合的贡献率,并在实验室条件下利用高锰酸钾溶液作为示踪剂观测到了曝气诱导的内波的波形及传播规律。在水深1m、温度梯度0.235~0.4℃/cm、曝气强度62.5~125 L/(h·m3)范围内,距离曝气器水平距离10cm处受水流上涌影响无法形成稳定内波,距离曝气器水平距离50cm处受恒定曝气源的扰动可以形成稳定的内波。内波水平向传播时,振幅减小,波能减小。已形成内波与新产生的内波不断叠加,稳定内波的形成是能量在传播方向上叠加的结果。曝气诱导内波振幅范围为2~5cm,周期范围为40~70s,波速范围为0.01~0.02m/s,内波在传播过程中波形类似于简谐波,符合机械波的传播特性。在温度梯度、跃温层厚度、曝气器出水口位置均相同的条件下,当曝气强度从62.5 L/(h·m3)增加到125 L/(h·m3)时,内波对水体混合的贡献从82%降到了50%;在温度梯度、曝气强度、曝气器出水口位置均相同的条件下,随着跃温层厚度的增加,内波对水体混合的贡献从78.5%增加到83.5%。无消波装置的水体混合的有效功率比有消波装置的水体混合有效功率增加了40%以上,当初始温度梯度分别为0.235℃/cm、0.28℃/cm和0.4℃/cm时,温度梯度对内波的A/T、能流密度和波能等特性参数影响均较小,内波对水体混合的贡献率随着温度梯度的变化几乎不变,水体混合的有效功率随着温度梯度的增加而逐渐增加。实验结果表明,影响内波混合最根本的原因是所形成内波的A/T,内波只需要很少的能量就具有强大的混合作用,而曝气产生的水流的循环扰动所需能量大但混合作用相对较小,即内波混合具有较高的能量利用率。利用内波破坏水库水体分层和改善水源水质具有广阔的应用前景。


知网文化
【相似文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李丹;分层水环境曝气诱导内波破坏分层的过程与机理[D];西安建筑科技大学;2015年
2 张垚臻;分层水环境人工诱导内波的强化混合效果[D];西安建筑科技大学;2017年
3 许岩;分层水体跃温层形成与异重流演变特性[D];西安建筑科技大学;2014年
4 王琬琪;跃温层厚度的变化对异重流形态的影响[D];西安建筑科技大学;2017年
5 程雪娜;分层水环境曝气诱导内波形成及破碎的过程与机理[D];西安建筑科技大学;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978