检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2020年第4期40卷 1523-1530页

作者：李鹏郝瑞霞李嘉雯孙彤武旭源北京工业大学建筑工程学院北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124

构建了套筒式机械搅拌磷酸铵镁结晶-斜板强化沉淀反应器用于处理高浓度氮磷废水,并回收磷酸铵镁晶体.考察了搅拌转速、水力停留时间以及颗粒碰撞总次数(GT值)对运行效果的影响,并利用计算流体动力学软件(Fluent18.1)对反应器流态进行了... 详细信息

构建了套筒式机械搅拌磷酸铵镁结晶-斜板强化沉淀反应器用于处理高浓度氮磷废水,并回收磷酸铵镁晶体.考察了搅拌转速、水力停留时间以及颗粒碰撞总次数(GT值)对运行效果的影响,并利用计算流体动力学软件(Fluent18.1)对反应器流态进行了数值模拟,分析了反应器结构设计的合理性,为磷酸铵镁结晶-沉淀反应器设计及运行提供技术参考.结果表明,反应器在转速为250r/min、水力停留时间为0.375h、平均GT值范围在14000~20000之间时,氨氮的平均回收率为76.00%以上,磷的平均回收率为97.00%以上,晶体的平均粒径达到20.515μm,出水浊度一直稳定在2NTU以下.扫描电镜以及X射线衍射分析表明,沉淀物为纯净的磷酸铵镁.反应器内不同区域的水力分级明显:混合反应结晶区流态为湍流区,缓冲区和磷酸铵镁收集区流态为过渡区,固液分离区流态为层流区.反应器的流态特征表明,在适宜的运行参数下该反应器的结构设计满足晶体形成、生长与固液分离的水力需求.

关键词：高浓度氮磷废水磷酸铵镁结晶反应器流态模拟

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基于CFD的超薄平板膜MBR流态模拟及优化分析

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环境工程学报 2022年第4期16卷 1227-1237页

作者：吴欣岳杨炼岳佳妮肖峰高攀刘国梁华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 北京城市排水集团有限责任公司北京100044 沈阳环境科学研究院沈阳10167 华北电力大学可再生能源学院北京102206

随着MBR的广泛应用,为控制膜污染导致高运行成本问题,优化新型平板膜MBR的曝气条件成为目前的一个研究热点。本研究通过使用CFD Fluent软件,结合多相流模型和湍流模型进行超薄平板膜MBR的高质量流态模拟,量化膜面剪切力,并从流场及膜污... 详细信息

随着MBR的广泛应用,为控制膜污染导致高运行成本问题,优化新型平板膜MBR的曝气条件成为目前的一个研究热点。本研究通过使用CFD Fluent软件,结合多相流模型和湍流模型进行超薄平板膜MBR的高质量流态模拟,量化膜面剪切力,并从流场及膜污染角度分别对3种气水比(10∶1、15∶1和20∶1)工况下的MBR进行了优化分析,选择出超薄平板膜MBR的最优气水比。研究结果表明,膜片之间的流速分布均存在中间大、两侧小的不均匀性,且单个膜面剪切力分布与MBR流态特征密切相关,膜面颗粒沉积概率与剪切力均值呈负相关;对比了以0.1m·s^(-1)为临界流速的不同曝气下的流场形态分布特性,并综合考虑曝气能耗及膜面冲刷,确定3种气水比中的最优值为15∶1。

关键词：膜生物反应器计算流体力学新型平板膜膜堆流态模拟曝气优化

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泵站直边正向前池流态模拟与泥沙淤积预防措施

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河海大学学报（自然科学版） 2017年第5期45卷 398-405页

作者：徐存东刘璐瑶王国霞田子荀刘丽霞程慧华北水利水电大学水资源高效利用与保障工程河南省协同创新中心河南郑州450045 甘肃农业大学工学院甘肃兰州730000

针对从高含沙河道取水的大型泵站直边正向前池泥沙淤积导致前池调节能力下降、泵站运行效率低下等问题,利用ICEM-CFD软件构建原型前池结构三维模型,采用FLUENT软件基于Standard k-ε湍流模型对前池流态进行模拟分析,并针对不良水流流态... 详细信息

针对从高含沙河道取水的大型泵站直边正向前池泥沙淤积导致前池调节能力下降、泵站运行效率低下等问题,利用ICEM-CFD软件构建原型前池结构三维模型,采用FLUENT软件基于Standard k-ε湍流模型对前池流态进行模拟分析,并针对不良水流流态提出增设导流墩与压水板2种优化措施。结果表明,数值模拟结果与实际调查情况相一致,前池水流流态紊乱,泥沙淤积较严重,八字形导流墩可在一定程度上削减主回流区范围,但对前池水流仅起到分配作用,流场分布无明显改善;45°压水板能有效改善前池主流效应,两侧回流区明显减弱,在改善前池泥沙淤积问题的同时保证了水泵有利的进水条件。

关键词：泵站前池泥沙淤积流态模拟流态改善八字形导流墩 45°压水板

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给水处理厂中高密度沉淀池沉淀区流态模拟及设计优化研究

给水处理厂中高密度沉淀池沉淀区流态模拟及设计优化研究

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作者：方小桃重庆交通大学

学位级别：硕士

目前,作为“污泥循环型”沉淀池的代表池型,高密度沉淀池的应用前景广阔,它适用于土地资源紧张、原水水质变化较大、出水水质要求较高、厂区生产污泥有浓缩脱水要求的地区。因此,研究优化高密度沉淀池的设计对加快我国水处理工艺发展速... 详细信息

目前,作为“污泥循环型”沉淀池的代表池型,高密度沉淀池的应用前景广阔,它适用于土地资源紧张、原水水质变化较大、出水水质要求较高、厂区生产污泥有浓缩脱水要求的地区。因此,研究优化高密度沉淀池的设计对加快我国水处理工艺发展速度有重要的现实意义。本研究在阅读相关文献的基础上,以重庆某大型待建给水厂为背景,对高密度沉淀池沉淀区的流态进行了模拟,并对其设计进行了优化研究。主要内容如下: ①总结了国内外沉淀池的研究进展及现状问题; ②分析了高密度沉淀池的工作原理、运行流程、优势及应用前景; ③以重庆某大型待建给水厂为背景,建立了相关数值模型,运用FLUENT软件对高密度沉淀池沉淀区内水流流态进行了模拟。模拟结果说明:经验设计下的高密度沉淀池沉淀区内水流流态仍然存在异重流、短流、涡旋以及池尾折射流等不理想流态。 ④建立了符合相似准则的物理模型,通过对比数值模型与物理模型的流场一致性,验证了FLUENT对高密度沉淀池沉淀区流态模拟的可靠性。 ⑤对高密度沉淀池沉淀区的设计进行了优化。本研究分别从增大进水口流速、增加斜板区挡板长度以及在预沉——浓缩池进口区加设间距合适的整流条栅这三个方案对模型进行了优化研究。本研究采用出水断面速度平均值和出水断面平均湍流动能值作为优化方案的考核指标,并结合流线图和出水断面速度分布图进行分析,证明了这三个方案有效改善了高密度沉淀池沉淀区内水流流态,最后归纳出了优化方案中优化因素与池内流态的关系: 1)增大进口流速能有效消除异重流现象。实验结果表明:当高密度沉淀池沉淀区的进口流速v=0.025m/s时,池内异重流现象完全消失;进口流速应控制在适当的范围内,进口流速过小导致异重流现象存在,进口流速过大则导致出水动能趋大,带出矾花几率高,出水浊度增大。 2)斜板区前端加设挡板可以改善短流现象。实验结果表明:挡板长度越长,出水断面平均速度值越小;挡板长度超过1.0m之后,来水经折流后将冲刷池底,不利于池底污泥浓缩,并且易将上层矾花扬起带入清水区,增大出水浊度。 3)在预沉——浓缩区进口处加设整流条栅可以改善高密度沉淀池沉淀区池尾折射流现象。实验结果表明:在保证不破坏矾花完整性的条件,整流条栅间距越小,来水进入预沉——浓缩区的均匀性越好,池尾折射流现象也越易消除。 ⑥对沉淀区中的斜板区域进行了设计优化。本研究主要通过对斜板区出水方式的理论分析及比较,得出了孔口集水槽是集水量受水头变化影响最小的理想集水方式的结论。本研究所得结论对给水厂中高密度沉淀池的设计具有指导意义。通过优化沉淀池结构及运行参数来改善沉淀区内水流流态,提高出水效果,使高密度沉淀池的性能更加经济、高效且适应性强。

关键词：给水厂高密度沉淀池沉淀区 FLUENT 流态模拟设计优化分析研究

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基于氮磷回收的磷酸铵镁结晶--沉淀反应器构建与流态模拟

基于氮磷回收的磷酸铵镁结晶--沉淀反应器构建与流态模拟

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作者：李鹏北京工业大学

学位级别：硕士

近年来，由于人类活动加速了陆地上的氮磷向水体流失的趋势，同时加剧了水体富营养化过程。另一方面，氮磷资源日益枯竭，尤其是磷资源是典型的的不可再生循环资源。磷酸铵镁(MAP)结晶法可同时去除并回收污水内的氮磷，进而缓解污水直... 详细信息

近年来，由于人类活动加速了陆地上的氮磷向水体流失的趋势，同时加剧了水体富营养化过程。另一方面，氮磷资源日益枯竭，尤其是磷资源是典型的的不可再生循环资源。磷酸铵镁(MAP)结晶法可同时去除并回收污水内的氮磷，进而缓解污水直接排放导致的污染问题，结晶沉淀产物还可回收作肥料，从而实现资源的可持续利用，具有广阔的市场应用前景和丰厚的社会经济效益。因此，磷酸铵镁结晶法在氮磷废水处理领域受到越来越多学者的重视。　　吸附法脱氮除磷具有高效稳定的特点，适用于低浓度氮磷污水的深度处理，吸附饱和的吸附剂经解吸再生可重复利用，解吸下来的氮磷便于便于回收利用。本论文以饱和的氮/磷吸附剂解吸液为处理对象，采用磷酸铵镁结晶法去除并回收氮磷资源，基于磷酸铵镁结晶法脱氮除磷工艺特性与运行条件，自行设计了套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器，并对其运行参数进行优化调整;在此基础上，采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)商用软件Fluent对反应器内部反应液流动状态进行流态模拟，探索反应器结构优化改进的技术途径，为提高反应器结晶与分离效果、提高氮磷回收效率提供技术支持。主要研究成果如下:　　(1)MAP结晶效果与pH、物料比、反应时间、沉淀时间以及反应体系共存杂质组分有关。在室温和转速=150r/min条件下，当pH=9.5、n(NH4+)∶n(PO43-)∶n(Mg2+)=1∶1∶1、反应时间为10min、沉淀5min时，MAP结晶效果最佳，此时磷的回收率达到97％以上，氨氮回收率达到87％以上。反应体系Ca2+杂质的存在虽然会提高磷的回收率，但对MAP结晶反应不利，随着Ca2+浓度的增加，沉淀产物由MAP逐渐转化成磷酸钙盐;CO32-杂质的存在会降低了氨氮和磷的回收率，但并不影响MAP晶体的形态及纯度。　　(2)构建了套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器。反应器为内外套筒式，根据结晶与沉淀过程的功能需求，通过设置环式Ⅴ型两相分离器、斜板沉淀器将反应器结构分为:混合反应结晶区、缓冲区、固液分离区和MAP收集区。由于分区明确，保证了晶体生长和沉淀两大过程，提高了出水水质。　　(3)探索了套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器回收模拟氮磷吸附剂解吸液的工艺运行效果，主要考察了转速、水力停留时间、回流比等条件在动态运行下对结晶分离效果的影响。结果表明:在R=250r/min、HRT=0.375h、平均GT值在14000～20000之间，回流比=0.2条件下，反应器MAP结晶分离效果最佳，氨氮的平均回收率达80.00％以上，磷的平均回收率达97.00％以上;晶体的平均粒径达到20.515μm，出水浊度一直稳定在2NTU以下;SEM以及XRD分析表明沉淀物为纯净的MAP。对套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器运行过程进行经济损益分析表明，每处理1m3氮磷吸附剂解吸液的收益约为3.75元。　　(4)利用CFD商用软件(Fluent18.1)对套筒式机械搅拌MAP结晶-斜板强化沉淀反应器进行流态模拟，以最佳结晶反应条件作为反应器流态模拟参数，考察了反应器不同结构区域的流态特征。结果表明:反应器内不同区域的水力分级十分明显，与反应器结构构建思路基本一致:混合反应结晶区流态为湍流区，缓冲区和MAP收集区为过渡区，固液分离区流态为层流区，上述反应器的流态特征有利于MAP晶体的生长及固液分离。反应器中基本不存在死水区，空间能够得到有效利用。同时也发现，在反应器中心出现上下贯通的柱状涡流，会对收集区晶体产生一定的扰动影响，可在MAP收集区上方设置伞形保护装置，优化反应器结构。

关键词：磷酸铵镁结晶-沉淀反应器氮磷回收流态模拟污水处理

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基于CFD的新型一体化氧化沟流态模拟研究及能量配置优化

基于CFD的新型一体化氧化沟流态模拟研究及能量配置优化

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作者：王标重庆大学

学位级别：硕士

迄今为止，国内外有关污水处理能量投入的研究非常有限，人们长期以来都将水质指标作为城市污水处理工艺评价的标准，而将能耗作为参考指标。本文结合目前城市污水处理技术的发展趋势，认为研究能量配置的优化是一个关系污水处理全局的... 详细信息

迄今为止，国内外有关污水处理能量投入的研究非常有限，人们长期以来都将水质指标作为城市污水处理工艺评价的标准，而将能耗作为参考指标。本文结合目前城市污水处理技术的发展趋势，认为研究能量配置的优化是一个关系污水处理全局的问题，是解决污水处理技术问题的关键，同时还涉及污水处理技术的发展，是一个根本性的和具有长期效益的问题。\n 通过试验测量发现，新型一体化氧化沟厌氧区、缺氧区和好氧区内各断面的流速分布存在着不同的问题，厌氧区内侧流速偏低，中侧和外侧流速过高，缺氧区整体流速偏大，好氧区整体流速偏低。本文运用CFD模拟软件FLUENT对厌氧区、缺氧区和好氧区内各断面的流态进行数值模拟，并用实测流速进行验证，结果表明，模拟计算数据所显示的规律与实测数据所表现的特征是一致的。\n 通过减小厌氧区内混合推动能量的投入和调整水下推进器的安装位置，实现了厌氧区内流态的优化；通过减小缺氧区内混合推动能量的投入，降低了缺氧区的整体流速，使流态趋于稳定；通过适当加大好氧区内的混合推动能量的投入，提高了好氧区的整体流速，保证污泥不沉积。\n 研究认为，针对试验新型一体化氧化沟工艺来说，厌氧区投入2.21w/m3(以电机功率计，下同)的混合推动功率密度即可使沟内各断面流速达到0.2m/s以上，缺氧区内投入1.88w/m3的混合推动功率密度即可使沟内各断面流速达到0.216m/s以上，好氧区内投入1.99w/m3的混合推动功率密度即可使沟内各断面流速达到0.232m/s以上。\n RNG k-ε湍流模型在流态模拟中的应用，为今后的水力试验大大的节省了所需的人力、物力和时间，并对试验结果的整理和规律的得出起到了很好的指导作用，为解决实际的工程问题开辟了道路。本文所做试验均是在山东省枣庄新城污水处理厂内完成的，本文所得混合推动能量的优化配置，为污水处理厂的运行以及类似工艺的设计和设备选型提供了参考。

关键词：一体化氧化沟流态模拟能量配置城市污水处理计算流体动力学

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改进边界条件的非恒定流模型在城市河流橡胶坝流态模拟中的应用

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水利技术监督 2017年第3期25卷 118-122页

作者：王洋辽宁省本溪水文局辽宁本溪117000

文章对传统非恒定流模型的定边界条件进行改进,引入动态边界条件对模型进行改进,并考虑动态边界条件的非恒定流数学模型对辽宁中部某城市河流橡胶坝段的流态进行数值分析。分析结果表明:相比于传统边界条件模型,改进边界条件的非恒定流... 详细信息

文章对传统非恒定流模型的定边界条件进行改进,引入动态边界条件对模型进行改进,并考虑动态边界条件的非恒定流数学模型对辽宁中部某城市河流橡胶坝段的流态进行数值分析。分析结果表明:相比于传统边界条件模型,改进边界条件的非恒定流数学模型更适合橡胶坝段河流流态的数值模拟。研究成果可为具有动态边界条件的城市段橡胶坝流态数值模拟提供方法参考。

关键词：动态改进边界条件非恒定流模型城市河流橡胶坝流态模拟

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矩形雨水泵站设计及其三维流态模拟

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天津建设科技 2019年第1期29卷 44-46页

作者：陈琳天津市海顺交通工程设计有限公司

市政雨水泵站水流条件是通过流速、角度来控制的,属于理论结合经验设计,泵站形式以"酒瓶形"居多。文章以实际工程为列,介绍"矩形"雨水泵站的设计并结合计算流体力学软件FLUENT,对雨水泵站进出水流态进行数模计算,... 详细信息

市政雨水泵站水流条件是通过流速、角度来控制的,属于理论结合经验设计,泵站形式以"酒瓶形"居多。文章以实际工程为列,介绍"矩形"雨水泵站的设计并结合计算流体力学软件FLUENT,对雨水泵站进出水流态进行数模计算,以更直观的表达形式来验证泵站工艺设计的合理性。

关键词：矩形雨水泵站 FLUENT软件三维流态模拟

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基于CFD的化工管道内介质流态模拟

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广东石油化工学院学报 2018年第4期28卷 90-94页

作者：陈志静谭强广东石油化工学院广东省石油化工装备工程技术研究中心广东茂名525000 中国石油化工股份有限公司茂名分公司广东茂名525000

以某炼化企业一套200万t/a连续柴油加氢装置中加热炉出口至反应器入口之间的管道P1110为例,借助CFD软件对该管道内介质进行了流态模拟,并研究了易发生冲刷腐蚀的管道部件如异径管、三通接头、弯头等部位的流场特性。结果表明,流体流经... 详细信息

以某炼化企业一套200万t/a连续柴油加氢装置中加热炉出口至反应器入口之间的管道P1110为例,借助CFD软件对该管道内介质进行了流态模拟,并研究了易发生冲刷腐蚀的管道部件如异径管、三通接头、弯头等部位的流场特性。结果表明,流体流经管道部件后,其流态会发生较大变化,导致管道易发生冲刷腐蚀。

关键词：化工管道流态模拟腐蚀 CFD

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用于调酸的静态混合器改进与流态模拟

用于调酸的静态混合器改进与流态模拟

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华东七省市造纸学会第三十一届学术年会暨江苏省造纸学会第十四届学术年会

作者：盘爱享施英乔丁来保张华兰田庆文房桂干中国林业科学研究院林业新技术研究所北京香山路100091 中国林业科学研究院林产化学工业研究所中国林业科学研究院林产化学工业研究所

采用Fluent软件对用于调酸的衬四氟乙烯静态混合器(商用混合器)进行数值模拟,速度矢量显示:各个截面均有速度的变化和湍流,矢量的极大值均集中在近壁面区域,流体持续同方向旋流,重定向功能相对较弱,经过混合单元改进后,重定向功能更强,... 详细信息

采用Fluent软件对用于调酸的衬四氟乙烯静态混合器(商用混合器)进行数值模拟,速度矢量显示:各个截面均有速度的变化和湍流,矢量的极大值均集中在近壁面区域,流体持续同方向旋流,重定向功能相对较弱,经过混合单元改进后,重定向功能更强,混合效率更高.改进混合器经混合单元后硫酸相体积分数分布范围明显窄于商用混合器,硫酸的混合更均匀.除第一个混合单元出口外,其余混合单元出口,改进混合器的分离强度均优于商业混合器.改进混合器经二个混合单元分离强度混合均匀,而商用混合器需三个混合单元才能混合均匀.商用混合器总的压力降为5593.006Pa,改进混合器总的压力降为11286.193Pa,改进混合器的压力降大于商用混合器,均在可接受范围.

关键词：酸度调节静态混合器结构改进流态模拟

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