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1、第25卷第19期中国给水排水Vol.25No.192009年10月CHINAWATER&WASTEWATEROct.2009双曲面搅拌机流场的数值模拟研究11122彭珍珍,赵恒文,郭聪聪,汪文生,曾德全(1.河海大学水利水电工程学院,江苏南京210098;2.南京贝特环保通用设备制造有限公司,江苏南京210098)摘要:应用计算流体力学(CFD)软件、利用多重参考系法(MRF)对新型的污水搅拌设备———双曲面搅拌机的流场进行数值模拟,考察了搅拌槽内水体的流态特性,并提出了优化建议。结果表明,未加挡板
2、时,切向剪切是搅拌槽内水体的主要流动形式;在搅拌槽周围加上挡板后,可使槽内的水流形态重新分布,使轴向流速显著增加,立体循环运动更明显,更符合污水处理的搅拌形式和速度上的要求。关键词:计算流体力学(CFD);双曲面搅拌机;数值模拟中图分类号:X703文献标识码:C文章编号:1000-4602(2009)19-0091-04NumericalSimulationofFlowFieldinHyperboloidStirrer1112PENGZhen2zhen,ZHAOHeng2wen,GUOCong2co
3、ng,WANGWen2sheng,2ZENGDe2quan(1.CollegeofWaterConservancyandHydropowerEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,China;2.NanjingBeiteEnvironmentalProtectionGEManufactureCo.Ltd.,Nanjing210098,China)Abstract:Thecomputationalfluiddynamics(CFD)softwareandmu
4、lti2referenceframe(MRF)methodwereappliedtonumericallysimulatetheflowfieldinanewwastewaterstirringequipment—hy2perboloidstirrer.Thefluidflowcharacteristicinthestirredtankwasinvestigated,andtheoptimizationsuggestionwasputforward.Theresultsshowthatthetang
5、entialshearisthemainflowpatternofthewastewaterinthestirredtankwithoutthebaffle.Afterputtingthebafflearoundthestirredtank,theflowpatternsinthestirredtankcanberedistributed,theaxialvelocitycanbeincreasedsignificantly,andtheverticalcirculationofthewastewa
6、tercanbemoreobvious,whichismoresuitablefortherequirementofthestirringpatternandvelocityinthewastewatertreatment.Keywords:computationalfluiddynamics(CFD);hyperboloidstirrer;numericalsimulation搅拌混合设备作为一种在污水处理中常用的工设计、优化以及放大。目前国内对CFD用于搅拌过艺设备,可通过创建水流起到强化搅拌混
7、合作用,防程的研究很多,但是对双曲面搅拌机这种新型的污止活性污泥沉淀,被广泛用于混合池、厌氧池、水解水处理设备的数值模拟研究还未见报道。因此,笔生化池等工艺中。但由于搅拌设备在工作时会产生者采用CFD方法对叶轮直径为300mm的双曲面搅复杂的流体运动,目前搅拌设备的设计和应用对实拌机的搅拌流场进行数值模拟,并提出了优化意见,测和工程师经验的依赖性比较强,这样就存在设计以提升其搅拌混合效果。周期长、耗费大、精确度低等问题。将计算流体力学1数值模拟(CFD)数值模拟技术应用到搅拌设备的设计分析111计算
8、方程的选取中,通过数值模拟软件求解描述过程,可以实现过程旋转的搅拌桨作用于流体产生了复杂的三维湍·91·第25卷第19期中国给水排水www.watergasheat.com流流动,因此选择合适的湍流模型成为模拟的关键。搅拌器三维流场数值模拟采用了三维雷诺平均N-S方程,并用标准k-ε湍流模型使方程组闭合。已有研究表明,标准k-ε模型稳定、简单,可在较大的工程范围内得到足够的精度,在定常条件下搅拌流场的不可压流动可用以下方程组描述:①连续方程图1双曲面搅拌机的叶轮Fig
