探究污水处理用螺旋曝气多功能试验装置的设计.pdf

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1、探究污水处理用螺旋曝气多功能试验装置的设计葛良武(合肥工业大学建筑设计研究院，安徽合肥230009)摘要：螺旋曝气泵的扬程系数的取值与螺纹的几何、形状参数关系很大，它的取值对螺旋曝气装置的性能有很大的影响。通过设计螺旋曝气装置，更换转子和定子的尺寸以及不同的螺纹参数，测定螺纹参数和扬程的关系以及不同尺寸的定子和转子对螺旋曝气泵性能的影响。关键词：螺旋曝气装置污水处理螺纹参数转子定子1设计目的通过设计螺旋曝气多功能装置，得到影响曝气泵性能的相关因素，主要研究转子和定子尺寸以及螺纹参数对泵性能的影响，从而达到提高曝气设备性能的目的，为

2、研究新型的污水曝气装置提供参考数据。2新型螺旋曝气器试验设计2．1迷宫螺旋泵迷宫螺旋泵是新型螺旋曝气器的核心部件。它的核心组成结构包括定子和转子。定子和转子的内表面具有相同尺寸和形状的螺纹，但是螺纹的方向却相反。转子通过旋转作用，将流道内的液体带动，液体受到定子和转子的内部螺纹的相互作用，从低压端被传送到了高压端，这就是泵送效应。根据相关试验研究，对迷宫螺旋泵进行内流场进行cFD数值模拟，并在其密封理论上采用简化假设的方法对螺旋曝气装置内中螺旋段对流体产生的压力做分析。为了计算方便，下面的计算中将不考虑定子以及转子的曲率对试验产生

3、的影响，并假设定子和转子是理想平板模型，平板以v／2的速度运动。设定转子的轴向方向为z轴，旋转切向是x轴。假定：通过转子轴向传输到螺旋段的流体体积为Q；设定轴向上的流体面积是s，由此可以得到轴向上的流体运行速度(平均速度)：Q／s；流体的切向速度(圆周速度)：一(Q／s)tand+v／2。螺旋段轴向上的全部蜂窝体所产生的总压与定子转子和配合段螺纹产生的压力和相等。若配合螺纹段的蜂窝体总数是m=zL／tanol，则可以得到计算扬程的公式：H小未(÷一号tan仅，2(1)在这里，k是扬程系数；仅是螺纹升角；d是转子的直径；l是配合螺纹

4、长度；v是转子的旋转速度；z是螺纹数目；Q是泵流量；g是重力加速度；s是轴向定子、转子的流通面积和。在式子中，扬程系数的取值与螺纹的几何、形状参数关系很大，它的取值对螺旋曝气装置的性能有很大的影响。该试验能够确定螺纹中各个参数和k的关系。—-卜一—-P一+-+一+一—-+一一—-P一—P一+-+一+”+”+”+一+一+一+(3)由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小，设计时宜布置适当数量的长墙，或利用电梯，楼梯间形成刚度较大的内筒，以避免设防烈度下结构产生大的变形，同时也形成两道抗震设防。(4)各墙肢分布要尽量均

5、匀，使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近。抗震设计中，简体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50％，必要时也可以通过增加长肢墙的方法调整刚度中心位置。(5)短肢剪力墙结构体系的抗震薄弱环节是建筑外边缘及角点处的墙肢，特别是“一字形”短肢剪力墙，可出现先于与其相连的粱破坏的情况。如当高层短肢剪力墙结构有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂。因此，设计时应采取必要的措施，如对位于建筑外边缘及角点处的短肢剪力墙应减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率，加强小墙肢的延性抗震性能，避免形成孤立的

6、“一”字形短肢剪力墙，以保证结构的安全性、实用性。(6)要正确判定短肢剪力墙结构墙肢平面内梁的属性。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JcJ5—2002)规定：剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁应按连梁进行设计：当跨高比·26·大于5时宜按框架梁进行设计。连梁的刚度变化，直接影响了结构的总体抗侧移刚度，合理地选择梁的截面和配筋，有利于提高结构的抗震性能。因此，小高层住宅短肢剪力墙结构在实际设计时，墙肢刚度可相对减小：连接各墙肢间的梁刚度不应折减。只有这样，才能使梁截面设计易于满足规范的要求，也是偏于安全的。(7)小高层住宅在设计时，

7、为避免连梁剪切破坏先于弯曲破坏，应满足强剪弱弯的要求：不宜采用窗下墙作为连梁，因为窗下墙高度很大，形成刚度很大的剪切块，不利于结构的抗震设计，所以，宜将连粱设计成为截面、刚度较小的弱连梁。5结束语作为剪力墙结构体系的分支，短肢剪力墙结构由于结构布置方面的灵活性和可调整性，使其各项技术经济指标均较一般剪力墙结构理想，因而在小高层住宅楼结构设计中已被广泛采用。设计短肢剪力墙结构时，应区别于一般剪力墙结构，多结合住宅特点，使结构刚柔适中，并运用抗震概念设计的原则，采取有效的抗震措施，注重细部设计，从而做到结构设计安全、经济、适用。2．2

8、试验方案和试验原理据相关参考资料可以知道，迷宫螺旋泵曝气性能明显和输送纯水的性能不同，螺旋泵的定子和转子内表面的螺纹参数对泵的性能会产生很大的影响。设计一个螺旋曝气试验装置，能够方便地更换装置中的定子和转子，测定不同尺寸的转子和定子对曝气性能的影响