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1、第22卷第2期水资源保护Vol.22No.22006年3月WATERRESOURCESPROTECTIONMar.2006计算流体力学在水处理反应器优化设计运行中的应用111冯骞,薛朝霞,汪岁羽(河海大学环境科学与工程学院,江苏南京210098)摘要:计算流体力学主要通过计算机模拟获得流体在特定条件下的有关信息,这一技术的出现和发展,使得利用数学模型精确模拟水处理反应器设计条件下的处理过程成为可能。综述了应用计算流体力学优化水处理反应器设计和运行的国内外研究,指出了研究中存在的问题:¹未从生化反应的基本原理出发建立基于流动、环境因子浓度分布和生化反应的数值模型
2、,优化反应器的设计和运行;º缺乏足够的数据验证数值模拟结果。在此基础上提出了今后的研究重点。关键词:计算流体力学;水处理反应器;数值模拟;优化设计中图分类号:O35,X505文献标识码:A文章编号:1004O6933(2006)02O0011O05ApplicationofCFDtheoryinoptimaldesignandoperationofwatertreatmentreactorFENGQian,XUEZhao2xia,WANGHui(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,HohaiUniversit
3、y,Nanjing210098,China)Abstract:Thepresenceanddevelopmentofcomputationalfluiddynamics(CFD),withwhichtheinformationaboutthefluidunderspecialconditionsisavailablebycomputersimulation,maketheaccuratesimulationinwatertreatmentreactorpossible.ThispapersummarizestheusageofCFDinoptimaldesig
4、nandoperationofwatertreatmentreactor.Problemsintheresearcharepointedout,includingwithoutestablishmentofbiochemicalreactionmodelbasedonflowandconcentrationdistributionofenvironmentalparametersfromthebasicprincipleofbiochemicalreactionandlackofsufficientfielddatatovalidatethenumerical
5、model.Theimportantresearchissuesoffurtherstudyarealsopointedout.Keywords:computationalfluidDynamics;watertreatmentreactor;numericalsimulation;optimaldesign在水处理工程中,能进行水处理效应的单元构证水力混合状态良好,也无法对其运行效果进行较[1]筑物、设备和容器都可以称为反应器。目前水处为精确的预测,更无法实现水处理反应器的优化设理反应器的设计多依据给水排水设计手册和相关规计和运行。范中确定的经验参数和公式进
6、行,这些经验参数和流体是水处理反应器中物质和能量传递的主要公式是根据大量工程实践总结得出的,使用简捷方载体,反应器的水力特性直接影响反应器的混合过便,应用多年来取得了一定的效果,为水处理工程的程,制约着反应器的处理效果。因此,利用流体力学设计和运行提供了有力的支持。但在设计过程中,的方法研究反应器的水力特性,结合反应器基本原也存在设计参数范围较宽、参数选择经验性较强的理建立反应器模拟和分析的数学模型,对反应器的问题,一旦参数略有差异,可能对水处理反应器的水设计和运行状况进行分析,将为水处理反应器的优力混合过程和处理效果造成较大的影响。大量研究化设计和运行开辟一
7、条新的思路和方法。表明,仅依据经验公式设计的水处理反应器不能保作者简介:冯骞(1977)),浙江绍兴人,讲师,主要从事给水排水工程方面的研究。E2mail:xiaofq1977@sohu.com#11#浮物输移模型结合组成沉淀池模拟的数值模型,也1概述在沉淀池的优化设计和运行中得到了一定的应用。计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,缩数值模型中采用的离散方法涵盖了有限差分法、有写为CFD)是流体力学理论研究的一个分支,它主要限单元法和有限体积法,涉及的沉淀池型式包括矩通过有限差分、有限单元或有限体积等方法将控制形平流式沉淀池(re
8、ctangulartank)、圆形辐流
