混凝过程中絮体形貌的PIV成像观测与表征-论文.pdf

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1、中国环境科学2014，34(4)：951-957ChinaEnvironmentalScience混凝过程中絮体形貌的PIV成像观测与表征毛玉红，常青，曾立云(兰州I交通大学环境与市政工程学院，甘肃兰州730070)摘要：采用粒子成像速度场仪(PIV)对Taylor—Coueae反应器内的混凝过程中絮体的微观形貌进行了观测与表征．结果表明，内筒转速在2O～60r／min范围内，生成的絮体颗粒较大，粒径分布均匀，絮凝沉淀效果最好．由于内简旋转速度的变化直接导致混凝流场形态的变化，所以混凝过程中流场形态的变化对絮体生长过程有重要影响，进而直

2、接影响到混凝效果．混凝过程中流场的周期性变化、涡间存在液体传递的波状涡结构有利于絮体颗粒的结合生长，并导致较高的絮凝沉淀去除率．这也说明PIV技术能够在测量流场的同时较好地反映混凝过程中微絮体的形貌变化特征，从而实现对絮凝过程的原位观测与表征．关键词：混凝；絮体形态；Taylor—Coueae流场；PIV中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1000—6923(2014)04—0951—07CharacterizationandmeasurementoftheflocsduringthecoagulationprocessbyPIV

3、．MAOYu-hong．CHANGQing。，ZENGLi-yun(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070，China)．ChinaEnvironmentalScience，2014，34(4)：951-957Abstract：Particleimagevelocimetry(plv)wasappliedtocharacterizeandmeasurethemorphologicalchangesofthef

4、locsduringthecoagulationprocess．Theresultsindicatedthattheflocsparticlesweremuchbigger,theirsizedistributionwasmoreuniform，andthesedimentationefficiencieswerehigherwhentherotationspeedoftheinnercylinderwasintherange20-60r／min．Therotationspeedoftheinnercylinderhadagreatin

5、fluenceontheflowfieldwhichdirectlyaffectedtheflocssize，morphologyandcoagulationeficiencies．Thevortexflowfieldstructurechangewithtimeperiodicallyandthebulkfluidmotionmaybebeneficialfortheflocstocombinewitheachotherandgrowup，leadingtothehigherflocculationeficiency．Thisrese

6、archdemonstratedthatthemorphologyofthefiocsinthecoagulationprocesscanbecharacterizedanddescribedperfectlybyPIVandPIVCanbeexploitedasausefultoolinthein—situobservationandmeasurementduringcoagulationprocesses．Keywords：coagulmion；flocsmorphology；Taylor-Couetteflowfield；PIV粒

7、子图像速度场仪(PIⅥ是一种全场、动态、非合适的研究方法对絮体的形成环境进行监测．关于接触测量技术，具有较高的精度和空间分辨率，在流絮体监测，常用激光粒度分析仪、FCD水下摄像系场中投加示踪粒子后，即可用来测定整个流场的瞬统、DH—CPAS颗粒图像系统等进行在线监测【4l，时速度，从而定量揭示复杂和非稳定流的总体结构，但是，当絮凝反应器的结构特殊时，常规的水下在目前广泛应用于流体力学领域的研究。主要用于水、线监测成像系统就无法使用，必须寻找新的在线成风、火焰燃烧及喷射等各种流场测量与显示【1】．在水像方法，才能得到精确的絮体信息．处理领

8、域混凝过程方面的研究涉及较少．PIV在测量流场的过程中，利用激光照亮测混凝反应是混凝工艺最重要的环节，混凝剂与量区域，让区域中的示踪粒子产生足够强度的散水中颗粒物作用所形成的絮体是混凝工艺过程的射光，PIV