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医院污水处理技术专用混凝设备流场模拟及结构优化

李思辰  
【摘要】:水资源的再生利用是当今社会解决水资源短缺的一种重要途径。其中,污水的净化处理技术是一项重要课题。混凝净水技术是现有技术中较为成熟的一种。已有研究提出了絮凝池的多种结构,但何种结构更适合医院污水处理,还需要理论验证。本研究采用机械絮凝池为研究对象,以Fluent软件为基础,利用流体力学的方法模拟絮凝池中流域运动情况,比较絮凝结果以实现装置的结构优化,最终得到更为理想的装置结构,并且为提高絮凝装置的性能提供理论依据。论文主要完成的工作为: 1.对已有的絮凝技术及其装置结构进行研究和可行性分析; 2.通过对装置各部分的理论分析,设计出净水设备整体系统,使其能够实现污水净化处理;对系统的独立部分进行功能分析,同时针对各部分的相关性,对系统各部分结构进行独立设计。 3.建立装置在絮凝过程中用于流场分析的数值模型。根据已有的流体仿真经验及其本研究涉及的流域条件,给出适用于机械絮凝池的基本公式和特性参数;对边界条件进行了分析研究,确定了包括流域动静区域、壁面边界条件等条件的设置;对絮凝池内流域动力学控制方程与网格划分方法进行了分析与选择。 4.对几种典型絮凝池结构进行仿真分析,得到不同参数的分布图,并对其进行分析。对单层搅拌桨的圆形絮凝池、单层搅拌桨的方形絮凝池、加入挡板的单层搅拌桨絮凝池以及加入R=50mm、R=100mm和R=150mm圆角的双层搅拌桨絮凝池结构进行仿真分析,得到这些结构的速度、湍动耗散率和湍动能三个参数的分布图,然后进行分析。 5.对不同结构的絮凝池参数进行对比分析。在流域内插入曲线,提取曲线上速度、湍动耗散率和湍动能三个参数的数值,得到不同结构絮凝池的参数变化规律曲线;然后通过对曲线进行对比分析,获取絮凝结果更优的絮凝池结构。对这些结构进行整合,得到优化后的絮凝池结构。


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