当前位置: 首页 > 学术论文 > 清洁节能 > 正文

氧化沟流场和溶解氧CFD模拟研究

关注热度:180   来源:新能源学术论文  作者:吴莹莹
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】: 氧化沟工艺具有出水优良、抗冲击负荷能力强、运行管理简单等优点,在我国城市污水处理系统中得到了广泛的应用。氧化沟工艺存在的主要问题是容易产生污泥沉积、运行能耗有待进一步降低,这两个问题与氧化沟内流场的分布是密切相关的,因此,对氧化沟内流场分布的研究十分必要。运用数值模拟方法对流场进行分析,既能节省大量经济成本,又可以模拟实际工程中无法实现的工艺情况,不仅在理论设计上具有重大的参考意义,而且在实际应用中有很大的指导意义。 本文中利用滑移壁面模型和风扇模型,采用FLUENT软件分别实现了对氧化沟内动力来源——曝气转碟和水下推进器的模拟,最终实现对氧化沟内混合液流场分布的模拟。 滑移壁面模型将转碟简化为无厚度的圆盘,通过定义碟片的运动类型、运动速度、转轴起点、转轴方向、粗糙常数、粗糙高度等参数,实现曝气转碟对氧化沟内混合液的推动作用。未知参数中最关键的参数就是转碟的碟片粗糙高度,分别选择0.010m、0.015m、0.020m三个值代入模拟,并与平顶山污水厂氧化沟内混合液实测流速进行对比,确定的最佳的碟片粗糙高度为0.020m。 风扇模型将水下推进器盘面简化为一个无限薄的面,压强经过这个面时出现一个跃升值,使得盘面前后产生一定的压力差,产生轴向推力,使混合液获得轴向速度。压强跃升值可以根据水下推进器电机功率PM、水下推进器盘面直径A0、均匀来流速度VA和氧化沟内混合液密度ρ计算得出。风扇模型通过定义水下推进器盘面的反向方向、区域平均方向、压强跃升值等参数,实现水下推进器对氧化沟内混合液的推动作用。 分别模拟了只开启六台曝气转碟、只开启六台水下推进器、六台曝气转碟和六台水下推进器同时开启三种工况下平顶山污水厂氧化沟内混合液的流场分布。 模拟数据与实测数据进行对比,两者的流场分布趋势吻合良好,但部分位置模拟流速比实测流速偏小。这与本文中确定转碟碟片壁面粗糙度时是采用带入检验法有一定的关系,如果能找出壁面粗糙度的理论计算方法,将能减小这一误差。 对不同工况下的模拟数据进行了分析,发现曝气转碟除了能起到导入溶解氧的作用外,其对混合液的推流作用也是不能忽略的。水下推进器对局部混合液的推流作用非常明显,其推流作用优于曝气转碟。曝气转碟后导流板的存在,不仅有利于曝气转碟的推流功率得到更合理的利用,也在一定程度上提高水下推进器的推流效果。 另外,本文利用组分模型实现了对溶解氧输运的模拟。为了简化模型,本实验中氧化沟溶解氧输运的模拟只选取一个典型直沟段进行模拟,这一典型直沟段包括好氧区和缺氧区两部分,最终给出了溶解氧在氧化沟中传播过程的简单示意。溶解氧的模拟工作还有待进一步深入研究。
【关键词】:氧化沟 流场模拟 滑移壁面模型 风扇模型 计算流体动力学
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X703
【目录】:
  • 摘要4-6
  • ABSTRACT6-10
  • 1 绪论10-22
  • 1.1 课题来源10
  • 1.2 我国水污染现状及污水处理技术高能耗现状10-11
  • 1.3 氧化沟工艺的基本情况11-15
  • 1.4 计算流体动力学简介15-16
  • 1.5 CFD 软件在氧化沟流场研究中的应用16-19
  • 1.6 CFD 软件在氧化沟溶解氧分布研究中的应用19-20
  • 1.7 本课题的主要研究内容20-22
  • 2 模拟所依托实际工程及研究方案22-28
  • 2.1 模拟的氧化沟实际工程概述22-24
  • 2.2 流场分布模拟方案24-25
  • 2.3 溶解氧输运模拟方案25
  • 2.4 流场和溶解氧分布实测方案25-28
  • 3 氧化沟数学模型的建立28-32
  • 3.1 几何模型的建立28-29
  • 3.2 网格的划分29-30
  • 3.3 湍流模型的选择30-32
  • 4 氧化沟内曝气转碟的模拟32-45
  • 4.1 曝气转碟的模拟实现方法改进32-35
  • 4.2 工况Ⅰ氧化沟内混合液流场的模拟定义35-37
  • 4.3 工况Ⅰ模拟数据与实测数据的对比37-41
  • 4.4 工况Ⅰ碟片粗糙高度设置为0.020M 时流场模拟结果分析41-43
  • 4.5 本章小结43-45
  • 5 氧化沟内水下推进器的模拟45-55
  • 5.1 水下推进器的模拟实现方法研究45-47
  • 5.2 工况Ⅱ氧化沟内混合液流场的模拟定义47-49
  • 5.3 工况Ⅱ模拟数据与实测数据的对比49-51
  • 5.4 工况Ⅱ流场模拟结果分析51-53
  • 5.5 本章小结53-55
  • 6 转碟和水下推进器同时开启时流场的模拟55-61
  • 6.1 工况Ⅲ氧化沟内混合液流场的模拟定义55
  • 6.2 工况Ⅲ流场模拟结果分析55-59
  • 6.3 能耗优化配置建议59
  • 6.4 本章小结59-61
  • 7 氧化沟溶解氧输运的模拟61-72
  • 7.1 溶解氧输运模拟的实现方案61-62
  • 7.2 不同工况下的溶解氧输运模拟62-71
  • 7.3 本章小结71-72
  • 8 结论及建议72-75
  • 8.1 结论72-73
  • 8.2 建议73-75
  • 致谢75-76
  • 参考文献76-81
  • 附录1 攻读硕士学位期间发表论文81-82
  • 附录2 本文主要符号表82-83
  • 附录3 实测流速和溶解氧表83-84


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

氧化沟流场的三维数值模拟    宋怀辉;何建京;李志杰;张秀姬;

水下推动器作用下氧化沟流场的数值模拟    唐瑜谦;何建京;刘启龙;

氧化沟优化运行的CFD模拟及实验研究    杨寅

河流中的BOD模型及其应用    肖波

密云水库水质变化趋势研究(英文)    王建平,程声通,贾海峰

改善氧化沟流速分布的措施    曹瑞钰,付见中

Carrousel氧化沟的脱氮除磷工艺设计    刘长荣,常建一

WASP6预测南水北调后襄樊段的水质    杨家宽,肖波,刘年丰,李进军,何归丽

改良型Carrousel氧化沟的运行与改造    马迎霞;张全森;许爱红;

交替曝气条件下Carrousel氧化沟的水力特性测试    许丹宇;张代钧;庞子山;郭丽莎;

氧化沟弯道的污泥沉积分析与水力计算    赵星明;张庆华;黄廷林;张萍;

Numerical simulation of a combined oxidation ditch flow using 3D k-ε turbulence model    

活性污泥模型研究及其应用新进展    杨正丹,孙培德

单池流态特性研究与模拟及混合能量配置优化    杨华展

高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究    金光;宋兴旺;王华;

复合墙体室内温度响应研究    许建柳;

节能多孔砖墙体热工性能的数值计算及应用分析    王晓璐;黄大宇;

双层皮玻璃幕墙风口的确定    周传辉;吴银光;陈华良;

含湿多孔介质应用于建筑墙体的制冷性能分析    陈威;张爱国;刘倩;戴青;

地铁岛式站台火灾环境监测与控制    鲁嘉华;张志英;

龙河口水库总氮·总磷变化趋势研究    朱纯祥;朱振涛;

生化一体化反应器的应用及发展    李英华;孙铁珩;李海波;李晓东;

天然河道数值模拟中网格生成中插值方法的研究及应用    马淼;田懋;景何仿;李春光;

WASP水质模型国内外应用研究进展    唐大元;

汽车空调风道设计及验收方法    王利希;周健;Jimmy Tsang;潘乐燕;

空气-空气能量回收装置阻力性能的数值模拟研究    栾卫涛;李永安;

直埋供热管道固定墩热桥能耗分析及节能措施    蔡明庆;刘学来;李永安;

地源热泵岩土热响应测试影响因素分析    王沣浩;颜亮;冯琛琛;王新轲;

长圆柱形果蔬冷激处理过程传热特性分析    陈爱强;杨昭;尹海蛟;张娜;

球突翅片的传热与流动特性及等效热阻数值分析    崔帅;吴学红;苟秋平;吕彦力;朱兴旺;

半球突开缝翅片的优化设计及性能评价    苟秋平;吴学红;吕彦力;朱兴旺;

环境温湿度对冷藏陈列柜食品影响的三维数值模拟    孟志强;吴学红;张文慧;吕彦力;

小管径三角翼翅片管换热的传热与流动的数值模拟    罗志明;吴学红;苟秋平;崔帅;吕彦力;

立式封闭式陈列柜送回风方式优化研究    张敏;罗毅;晏刚;

载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究    李佳

燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究    穆勇

阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究    邓锐

螺旋桨水动力性能、空泡及噪声性能的数值预报研究    王超

有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析    王革

船用燃气轮机排气引射装置性能研究    王忠义

碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究    黄燕

1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究    付强

胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究    朱小林

熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性    左远志

基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟    王发辉

等离子体喷涂射流的数值模拟    胡海燕

蜂窝板传热元件的性能研究    姜逢章

导管螺旋桨的水动力性能分析与设计优化    马艳

扁管管壳式换热器数值模拟研究    罗富强

流量周期性变化流场数值分析    刘广山

强内热源多孔介质条通道流动换热实验技术研究    丁铜伟

仿生鳍在船舶减摇中的应用与仿真研究    陈林

高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计    张哲衡

孔群喷注噪声理论与实验研究    杨文强

河流中的BOD模型及其应用    肖波

新型ADV流速仪在桥墩模型试验中的应用    吴新生;韩向东;黄卫东;廖小永;

改善氧化沟流速分布的措施    曹瑞钰,付见中

新型一体化氧化沟工艺的节能特点    邓荣森,俞天明,王涛,肖海文

一体化氧化沟的三维流场模拟与分析    罗麟,李伟民,邓荣森,何泽超,王涛

WASP6预测南水北调后襄樊段的水质    杨家宽,肖波,刘年丰,李进军,何归丽

氧化沟工艺脱氮除磷功效与能效的模拟评价    郝晓地;蔡正清;仇付国;丁超;

减少氧化沟弯道沉泥的模拟与研究    赵星明;王萱;黄廷林;

Carrousel氧化沟的流动特性研究    范茏;陈大方;王志强;刘艳臣;施汉昌;

氧化沟反应器流体力学特性的数值模拟与实验研究    许丹宇;张代钧;艾海男;陈钊;杨胜发;

单池分区优化及能量模型的研究    王涛

卡鲁塞尔氧化沟液固两相湍流与生物反应动力学研究    许丹宇

Carrousel氧化沟单沟脱氮优化条件及其控制策略研究    刘艳臣

AIRE-O_2充氧机性能浅析与Orbal氧化沟流态测试及三维模拟    李媛

单池流态特性研究与模拟及混合能量配置优化    杨华展

一体化氧化沟能量供给优化试验研究    杨斌

Carrousel氧化沟污水处理技术研究    赵星明

氧化沟液固两相湍流反应动力学仿真系统    陈园

城市污水处理厂能耗评价及节能途径研究    陈宏儒

卡鲁塞尔氧化沟污水—污泥两相模型及液—气两相模型    郭丽莎

导流板对氧化沟流场影响的数值模拟    李磊;何建京;冯骞;

水下推动器作用下氧化沟流场的数值模拟    唐瑜谦;何建京;刘启龙;

基于ADV的推流式曝气池流场特性研究    张亚磊;张法星;张敬威;郑秋文;

卡鲁塞尔氧化沟附加设施对改善流速分布的数值模拟研究    刘玉玲;郑艳;魏文礼;

环形推流反应器流态分析及反硝化除磷试验研究    谢恩

活性污泥模型NO.1及“SSSP程序”在中国污水厂适用性的初步探讨    汪慧贞,曹秀芹

改善氧化沟流速分布的措施    曹瑞钰,付见中

活性污泥法数学模型的研究与应用    季民,霍金胜,胡振苓,马文杰,刘文亚,张宝祥

华东地区城市污水处理厂运行成本分析    周斌

污水处理厂运行模拟、预测软件的应用    施汉昌,刁惠芳,刘恒,王玉珏,柯细勇

Carrousel氧化沟的脱氮除磷工艺设计    刘长荣,常建一

SBR工艺的发展类型及其应用特性    王凯军,宋英豪

水下推动器对氧化沟混合液的循环作用    李伟民,邓荣森,王涛,胡锋平

一体化氧化沟的三维流场模拟与分析    罗麟,李伟民,邓荣森,何泽超,王涛

城市污水处理厂的规模与效率研究    褚俊英,陈吉宁,邹骥,王灿

单池分区优化及能量模型的研究    王涛

合建式一体化氧化沟水力性能和节能特点研究    俞天明

深沟转刷型一体化氧化沟水力特性试验研究    尚应奇

AIRE-O_2充氧机性能浅析与Orbal氧化沟流态测试及三维模拟    李媛

氧化沟工艺在污水处理中的应用    吴学永;

曝气池—氧化沟工艺在含油废水处理中的应用    吴根树,刘妍

曝气转刷起动故障的分析与研究    都志民;

氧化沟的节能降耗运行措施    原建光;许爱红;孙娟;

采用氧化沟工艺的某污水处理厂的设计与运行    刘泽;田欣;

氧化沟工艺在污水处理中的应用研究进展    解东;胡锋平;

南方城市河流污染治理工艺的研究    覃佩琛;

浦城县污水处理工艺设计    余军波;

温度对氧化沟污水处理工艺影响的研究    朱鑫昌;

Carrousel氧化沟溶解氧控制的生产应用    马福利;马晓春;王森杰;

浅谈氧化沟工艺特点与动力控制    赵传周;李帅军;

运用SPAROTOR ACE的日立氧化沟系统    

污水处理氧化沟设计评述    周文汉;李心君;

谈氧化沟工艺的优缺点    吴昊;杨传文;

Carrousel2000氧化沟工艺运行效果    姚秋江;

鼓风曝气型氧化沟工艺    苗育中;

改良型氧化沟工艺脱氮除磷效果分析    路畅;

浅谈PURAQUA BB1000—9转刷曝气机    杨传文;吴昊;

氧化沟工艺在小型城市污水处理中的应用    石燕;

城市污水处理中的工艺运行优化    张志军;

引进氧化沟工艺日处理污水3.5万吨    钟国明 特约记者 何青松

国祯环保建国内最大 氧化沟工艺成套设备生产基地    本报记者 卢 俊 通讯员 杨晓宝

氧化沟工艺提升城市污水处理水平    本报记者 刘群 特约记者 张宇 赵娜

新型氧化沟工艺专除氮磷    李杰

新型氧化沟工艺去除氮磷有招数    罗开林段舰

我市一水专项技术课题通过国家立项论证    记者 田远进 通讯员 宁桂忠

我省污水处理运行技术有突破    通讯员 朱甲华 楚传荣 记者 张书喜

利川抓实清江源头治污    刘洪浩通讯员 任茂盛

去年单位生产耗水量同比减少六成以上    见习记者 邝光荣

环保专项资金投向六大行业    王映

Carrousel氧化沟单沟脱氮优化条件及其控制策略研究    刘艳臣

卡鲁塞尔氧化沟同步脱氮除磷研究    夏岚

基于节能减排的改良型氧化沟流场优化与污泥制备建材的探索    杨晓

氧化沟工艺污水处理厂优化与综合评价研究    陈立爱

真空/生物脱氮及对废水C/N值影响的研究    左椒兰

城镇污水处理工艺优选决策模型研究    唐然

三沟式氧化沟工艺数值模拟与优化运行研究    杨跃

污水处理过程模拟及系统软件开发    张晶

农村分散式污水处理模式系统及应用研究    崔育倩

氧化沟工艺处理适用性比较分析研究    刘聪

氧化沟液固两相流的数值模拟    赵鑫

氧化沟优化运行的CFD模拟及实验研究    杨寅

多点强化氧化沟处理混合型城市污水脱氮技术研究    魏锐

改良氧化沟工艺处理城市污水的启动与运行研究    郭敦纯

复合流氧化沟处理城市污水研究    黄远明

倒伞曝气机驱动氧化沟的计算流体力学模拟    李锟

豆制品废水在厌氧—氧化沟系统中的处理研究    李宁

改良氧化沟工艺节能降耗优化策略与工程实践研究    程庆锋

Carrousel氧化沟工艺改良前后处理效果研究    王汝举

 
关键词: 氧化沟

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言