平流式沉淀池二维数值模拟

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4J0卷第2期四川大学学报(工程科学版)Vo1．40No．22008年3月JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Mar．2OO8文章编号：1009—3087(2008)02-0013-06平流式沉淀池二维数值模拟数学模型及计算方法的验证刘百仓，马军，罗麟，白玉华，黄社华4(1．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090；2．四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都610065；3．中国市政工程西南设计研究院，四川成都610

2、081；4．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072)摘要：建立描述沉淀池内的水流流动、混合与沉淀特性的k—s双层模型及传质沉降模型，速度与压力解耦时使用了SIMPLE算法，采用交错网格技术布置变量，利用混合有限分析格式来离散求解所建立的数学模型。结合文献中经典的实验结果进行数学模型及计算方法的验证：首先检验了不同雷诺数范围内水流由池底进入时模型的预测能力，与Imam等的速度场(Re=10900)及挡板后方回流涡长度(雷诺数从2500～25000)进行了比较，验证了模型的有效性；与Imam等的实验及计算所得过流曲线进行了比较，结果表明本文预测的

3、结果精度更高；低浓度污染物<150～200mg／L时，固相对液相的影响可以忽略，所建立的沉降模型可以预测沉淀池内污染物的去除率，计算结果与其它文献值吻合良好；水流入口从池子中部进入时流场发生了变化，入口处出现了两个旋涡，预测结果也得到了验证。因此作者所建立的数学模型及求解方法可以用来预测沉淀池内低悬浮物固体浓度污水的流场，传质与沉降特性。关键词：沉淀池；水动力学；湍流；k—s双层模型；混合有限分析法中图分类号：TV133文献标识码：A2DModelingofRectangularPrimarySettlingTanks·-·-——VerificationofMathe

4、maticalModelandNumericalMethodLIUBai—cang，MAJun，LUOLin，BAIYu—hua。，HUANGShe—hua(1．SchoolofMunicipalandEnvironmentalEng．，HarbinInst．ofTeehno1．，Harbin150090，China；2．StateKeyLab．ofHydraulicsandMountainRiverEng．，SiehuanUniv．，Chengdu610065，China；3．SouthwestMunicipalEng．DesignandResearchInsti．

5、ofChina，Chengdu610081，China；4．StateKeyLab．ofWaterResourcesandHydropowerEng．，WuhanUniv．，Wuhan430072，China)Abstract：Thetwo—layerturbuleneemodelcombiningmasstransfermodelandsettlingmodelwasusedtoestablishamathematicalmodeldescribingflowing，mixingandsettlingcharacteristicsinrectangularprima

6、rysettlingtanks．TheSemi—ImplicitMethodforthePressure—LinkedEquations(SIMPLE)methodwasusedonpressurecorrection．111ehybridfiniteanalyticmethodwithstaggereddwasusedtosolvethismode1．111esimulationresultsobtainedusingthemathematicalmodelwerecomparedwiththeexperimentaldataandsimulationresults

7、availableinlitera—tures．andtheresultsofcomparisonindicatethattheprofilesofthevelocityfieldatRe=10900andtherecircula—tionlengthincreasingwithReynoldsnumberrangefrom2500to250oOincaseofincomingflowcomingfromthebottomareinagreementswiththeexperimentalresultsandsimulationresultsofIm