异向流斜管沉淀池的三维数值模拟

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1、分类号：TU991.23密级：公开单位代码：10878学号：20123303026硕士学位论文论文题目：异向流斜管沉淀池的三维数值模拟学科门类：工学硕士学科专业：市政工程研究方向：城市给排水工程设计与系统优化作者姓名：赵竟导师姓名：张红亚完成时间：2015年3月异向流斜管沉淀池的三维数值模拟Three-dimensionalNumericalSimulationofTubeSettler学科门类：工学硕士学科专业：市政工程研究方向：城市给排水工程设计与系统优化作者姓名：赵竟导师姓名：张红亚完成时间：2015年3月安徽建筑大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确

2、认符合安徽建筑大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名主席独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本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方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽建筑大学或其他教育机构的学位或证书而#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谢意。学位论文作者签名：签字日期：年{月2曰导师签名：签字曰期:年j月2曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽建筑大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工

3、作的知识产权单位属于安徽建筑大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：七免签字日期：XT年<月2曰导师签名:签字日期:>?十年乂月2曰摘要近年来,随着水质的逐渐恶化以及给水处理厂大量的扩建改建,相应增加了水厂的运行成本和建设费用，因此对水处理构筑物以及水质本身状况进行研究和探索，寻找其优化方法以及节能降耗途径,从根本上解决城市给水处理

4、厂高成本、高投资的现状变得尤为重要。沉淀池作为水处理中不可或缺的一个环节，其沉淀效果的好坏与水处理工艺的效果有着直接的关系。但是沉淀池的设计大多是根据规范和经验来选定设计参数，所以不能确保沉淀池在最佳工况下运行。目前，对斜管沉淀池的研究主要聚集于理论分析方面，相关的数值模拟研究较少。因此通过综合考虑后，本文选用三维数值模拟的方法对异向流斜管沉淀池进行研究。本文的研究目的是通过模拟异向流斜管沉淀池在不同设计参数下的沉淀效果，据此得出异向流斜管沉淀池的最优设计参数,提出更加经济合理的优化方案。本研究以安徽省宁国市某实际运行的自来水厂作为研究背景，运用模拟软件分别

5、模拟了不同斜管管径、不同颗粒密度以及不同进水方式下斜管沉淀池的速度场和悬浮物浓度场，计算出了不同工况下的悬浮物去除率。研究结果如下：(1)斜管管径只有保证在一定范围内才能使沉淀池具有比较理想的沉淀效率；管径在25mm至40mm时，斜管沉淀池的沉淀效果相差不大，都比较理想；但当管径为45mm时，沉淀效果下降的比较明显。考虑到管径过小容易堵塞，增加运行成本，而沉降的增效值并不高，因此本研究建议采用35mm及40mm的管径作为最佳管径设计值；(2)颗粒的沉降速度随着悬浮颗粒密度的增加相应增大，因此增大悬浮颗粒密度将有利于颗粒的沉降，悬浮颗粒的密度越大，沉淀池的沉淀

6、效果越好，运行效率越理想；(3)穿孔花墙孔口位置的变化会影响沉淀池的沉淀效果，孔口距离污泥区太近或者距离斜管区太近都会降低悬浮颗粒的去除率，模拟得出孔口开设在距污泥区的距离大于0.5m，距斜管区的距离大于0.3m的位置为最佳；(4)穿孔花墙采用圆形孔口的进水方式要优于长方形孔口的进水方式。本研究所得的结论将对今后异向流斜管沉淀池的设计起到一定的指导作用。通过优化斜管沉淀池的斜管管径以及进水方式可以提高沉淀池的沉淀效率，使斜管沉淀池变得更加高效、经济，具有更强的适应性。关键字：斜管沉淀池；数值模拟；管径；密度；进水方式分类号：TU991.23IAbstract

7、Inrecentyears,alongwiththeexpansionandreconstructionofmunicipalwaterplants,itsconstructioncostsalsoincreasedaccordingly,soresearchandexploreoptimizationmethodofurbanwatersupplytreatmenttechnologyandenergy-savingwayaswellasfundamentallychangethecurrentsituationofmunicipalwatersupply

8、plantshighinvestmentcostis