微孔曝气器膜片最优开孔数的数值模拟.pdf

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1、微孔曝气器膜片最优开孔数的数值模拟水口于江忠口单继宏口孙毅口盛礼俊1．浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部浙江省重点实验室杭州3100322．杭州恒达环保实业有限公司杭州311217摘要：微孔曝气器作为污水处理曝气系统的核心设备，其性能对曝气池中气液两相分布及流动规律、污水处理能耗的影响至关重要。运用FLUENT软件对曝气池内部流态进行了数值模拟，在相同膜片直径、曝气强度、不同孔眼数量情况下。对比了曝气池内气相体积分数、气液两相流场速度以及流动规律。结果表明，在模拟工况下，孔眼数量为15时，曝气效果最好。关键词：曝气

2、池两相流数值模拟FLUENT中图分类号：TH122：X703文献标识码：A文章编号：1000—4998(2014)01—0010—03微孑L曝气器是活性污泥污水处理曝气系统的核心’该计算方法的控制方程组如下：设备，活性污泥系统净化效果很大程度上取决于曝气气相连续方程：器的性能L1]。气相体积分数、气液两相速度流场、湍流+v()=∑(mq『)(2)强度是反应曝气效率的主要因素。在微孑L曝气器膜片d8=1直径、曝气强度一定的情况下，开孔数量对活性污泥净气相动量方程：化效果起十分重要的作用。本文从以上几个方面对微+V{(V(V))

3、]}孔膜片开孔数量进行模拟分析，通过对比分析，得出合NN，理的开孔数量，从而为微孔曝气器的优化设计提供一=(—Vp)+∑c(广_)+∑(mo#Ua-m~Uo)(3)=1=1定的理论依据。气相能量方程：1气液两相流数学模型的建立+v[(poAv)]df随着计算机及实验测量技术的迅速发展．两相流’(Ta--T：c动力学迅速发展成流体力学的一门分支学科。使用数~)+艺(mMIa--m~I。)(4)卢=l口=l值模拟的方法研究两相流流动问题越来越显得重要和式(2)一(4)中，当O／换成卢时为液相方程。方便。p=p(，P)(5)两相流

4、模型计算方法就是内部各项有滑移算法(，P)(6)(InterPhaseSlipAlgorithmIPSA)，其一般标量的扩散气液两相体积分数的控制方程：方程如下：7芦1(7)+V[ro(pV)]压力控制方程：pp=(8)NN。=∑c()+∑(，)(1)式中：矾为静态的热焓，F()；为气相的热焓，表卢=1口=1示气相所具有的能量中热力状态的能量；p为压强，N／式中：下标a分别为气、液两相；Ⅳp为相总数，Ⅳp=2；rm；日为体积力，N；为温度；为重度，N／m。；为动力为相体积分数；p为密度，kg／m；为时间，s；U为流体黏滞系数

5、，N／m；A为热传导系数；为气液两相间的速度，m／s；Jr1为阻力系数；S为标量的源项；Cop为与动量交换；d为气泡直径。卢相之间的阻力参数；V为梯度算子；为气液两相的方程中c’表示Ot与／3相之间的阻力参数：标量。注：①c币()表示气液两相的标量扩散值。②cO，cas=0，c：，因c=}争TaPIl(9)此，内部各相总的传输量为零。③(moapr-rn~)项，当有传质存在时，，是阻力系数，随雷诺数月变化：表示从进入a相的传质系数。CD=CD(Re)，e=4(10)浙江省重大科技专项计划项目(编号：2012C13006一1)

6、收稿日期：2013年7月2014／1机械制造52卷第593期