基于FLUENT的涡流澄清池絮凝区流态分析与反应器组合配比研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文基于FLUENT的涡流澄清池絮凝区流态分析与反应器组合配比研究学位申请人：胡文杰学科专业：市政工程指导教师：胡锋平教授副指导教师：戴红玲讲师答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地

2、方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名__________导师签

3、名__________日期__________1摘要基于FLUENT的涡流澄清池絮凝区流态分析与反应器组合配比研究摘要华东交通大学自主研发的涡流澄清技术因其具有处理效率高、出水水质好等优点，已广泛应用于净水厂和污水处理厂中，均取得良好的处理效果。但在应用中存在内部流态不清晰，微涡流反应器组合投配比按经验确定问题。本文利用数值模拟软件FLUENT对微涡流澄清池絮凝区内部流场进行模拟，对不同微涡流反应器组合投配比处理效果进行比选。本文研究的主要内容和结论如下。（1）对在涡流澄清池内投放不同体积占比的微涡流反应器进行数值模拟研究，得到反应区速度云图、湍动

4、能云图和迹线图。研究结果表明，投加微涡流反应器后池内流态分布比空池流态分布均匀，且随着反应器占比的增加，漩涡增多，涡旋尺度减小。（2）取不同池高的截面，对比并分析微涡流反应器不同占比的涡流澄清池各个高度的平均速度、湍动能、能耗散和涡旋尺度。研究结果表明，不同占比微涡流反应器的平均速度、湍动能和能耗散随着池高升高而降低，涡旋尺度随着池高升高而增高。整个池体的平均涡旋尺度随着占比增加而减小，微涡流反应器的投加能降低池内涡旋尺度，但占比大于41.7%时，对涡旋尺度的降低效果不明显。（3）模拟分析了不同型号微涡流反应器投配比对反应区流态的影响。相对单独投加

5、HJTM-1型微涡流反应器，投加占比41.7%的HJTM-1型和27.1%的HJTM-2型微涡流反应器组合的流态更加均匀，各个高度的平均涡旋尺度降低，水力条件更优。（4）模拟分析了HJTM-1型和HJTM-2型组合配比在不同流量（絮凝时间）下对反应区流态的影响，研究结果表明，在流量为8m³/h（即絮凝时间为12.8min）涡旋尺度为0.924mm，维持在较好的范围内。（5）以微涡流反应器组合比、流量（絮凝时间）和投药量为控制因素，进行正交试验，以出水浊度和UV254去除率为考察指标，得到最佳工况为：投配比为投加40%HJTM-1型与30%HJTM-

6、2型微涡流反应器组合，流量为8m3/h，投药量为40mg/L，与模拟结果相符。关键词：FLUENT，流态分析，反应器投配比，微涡流反应器，涡流澄清池1AbstractTheFlowPatternAnalysisandReactorCompositionRatioofFlocculationZoneinMicroVortexBasedontheFLUENTABSTRACTTheVortexClarificationTechnologydevelopedbyEastChinaJiaotongUniversityhasbeenwidelyusedinwa

7、terpurificationplantsandsewagetreatmentplantsbecauseofitshighefficiencyandexcellentwaterquality.However,theinternalflowstateisnotclear,andtheexperimentalstudytimeperiodislongandthecostishigh.ThispaperusednumericalsimulationsoftwareFLUENTtosimulatetheinsideareaofmicro-vortexcla

8、rifierflocculation,andcomparedthecombinationratioofdifferentr