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1 篇 学位论文

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1 篇 工学
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主题

1 篇 fluent software
1 篇 dianchi lake
1 篇 particle removal...
1 篇 the vortex hydra...
1 篇 overflow rate

机构

1 篇 重庆大学

作者

1 篇 张婧

语言

1 篇 中文

检索条件"主题词=the vortex hydraulic well of switching the intercepting and abandon flow"

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详细简洁

排序：

基于FLUENT旋流式水力截流弃流切换井设计模拟

基于FLUENT旋流式水力截流弃流切换井设计模拟

引用

作者：张婧重庆大学

学位级别：硕士

近年来,国家投入了大量的人力物力治理滇池水污染,虽然滇池水环境有所改善,但是仍有诸多问题存在。目前为止,“九五”、“十五”以及“十一五”期间修建的截污治污体系已经初见成效,其范围包括源头的污染控制和末端的拦污系统,在整个系... 详细信息

近年来,国家投入了大量的人力物力治理滇池水污染,虽然滇池水环境有所改善,但是仍有诸多问题存在。目前为止,“九五”、“十五”以及“十一五”期间修建的截污治污体系已经初见成效,其范围包括源头的污染控制和末端的拦污系统,在整个系统框架中初期雨水干管的雨水在接入干渠之前为了防止干渠不产生倒灌和大面积溢流以及减少截流雨水中的有机颗粒物和泥砂对干渠产生的淤积,对雨水干管中的雨水在接入干渠之前进行沉砂处理和选择适当控制方式弃流显得至关重要。为了防止干渠的倒灌溢流和淤积,本课题设计研发了旋流式水力控制截流弃流切换井系统,根据干渠的水量来控制切换井的截流与弃流。采用三维设计软件SOLIDWORKS及模拟软件FLUENT对切换井模型进行构建和固液两相流模拟,得出了最优基本池型,并在关阀条件下进一步对最优基本池型进行优化,研究了颗粒直径、进水流速、溢流管高度、颗粒平均停留时间、溢流管角度、池体径深比与颗粒去除率的关系,最终得出最优化的池型结构和相应工况下的切换井最佳运行条件参数。同时对现场进行实际勘测,并选取了干渠合适采样点进行水质水量检测,筛选出部分实测结果用于切换井模拟的参数设置。对基本池型的模拟主要得出以下结论:①在所模拟的进水流速中,池型一在进水流速为1m/s、2m/s、4m/s、5m/s时有溢流情况,池型二在进水流速为2m/s、4m/s、5m/s时有溢流情况,池型三在进水流速为4m/s、5m/s时有溢流情况发生。②基本池型的颗粒运动轨迹都为螺旋旋流状,较为规律,颗粒旋流性较好。且随着颗粒直径的增大,有越多的颗粒被抛向池体壁面,壁面颗粒的停留时间较短,而池体内部的旋流颗粒停留时间则较长。当进水速度很大时,颗粒下沉性不好,在砂斗中多为悬浮状态。③在所模拟的几种直径颗粒中,对于除了1um之外的颗粒,池型三的去除率都相对较高,而池型一的去除率都相对较低,但总体相差不大。在进水速度相同的情况下,池型一的溢流率最高(除去没有溢流的情况),在同一种池型下,溢流率随着进水速度的增大而增大。综合以上分析选用基本池型二作为最优化基本池型。对基本池型二在关阀条件下模拟主要得出以下结论:①在关阀条件下,基本池型二在不同进水管和溢流管角度下的切换井颗粒运动轨迹都呈螺旋旋流状,在进水流速小于等于2m/s时,进入池体中的颗粒先向下旋流然后再向上旋流,最终大部分颗粒由溢流管流出,在进水流速大于2m/s时,颗粒分为上旋流和下旋流,其中下旋流还要继续上旋,最终颗粒也大部分由溢流管流出。90度角切换井中颗粒旋流性最好,颗粒轨迹均匀,砂斗中颗粒的停留时间明显比没有关阀时要长,下沉性较好。60度和150度角切换井中的颗粒旋流性较好,运动轨迹较为均匀,而120度切换井中的颗粒运动轨迹较无规律,且不均匀。砂斗中颗粒运动轨迹都较为规律,沿砂斗呈椭圆螺旋状运动,但250um的颗粒在砂斗中的下沉性不好,多数停留在砂斗中上部。②对于基本池型二在90度溢流角度(原基本池型二溢流角度)下,除了1um之外的颗粒在不同进水速度下关阀条件时的颗粒去除率都要高于不关阀条件。③池型二在关阀条件下按不同溢流角度颗粒去除率从大到小依次为90度、150度、60度、120度,除了极个别情况。按不同池体径深比颗粒去除率从大到小依次为:1.2、0.9、0.6。④颗粒平均停留时间与颗粒直径大小和进水流速有关,而颗粒去除率与颗粒停留时间之间没有特定的相关性规律,颗粒停留时间不是其主要影响因素。对于任何工况条件下,主要有以下结论:①在任何工况条件下1um的颗粒去除率都很低,基本在10%左右。②在不同工况条件下颗粒去除率在百分之几到百分之四十几之间且都遵循以下趋势:在进水流速相同的情况下,颗粒去除率都随着颗粒直径的增大而增大。对于除1um之外的颗粒来说,在颗粒直径相同的情况下,颗粒去除率都随着进水流速的增大呈现先增大后减小的趋势,在一定范围的进水流速下能达到较好的颗粒去除率,且都在进水速度为2m/s时达到最佳颗粒去除率。③颗粒直径、进水流速、溢流管高度、进水管和溢流管角度、池体径深比都能在一定程度上影响颗粒的去除率,其中溢流管高度对去除率的影响跟溢流情况和进水流速有关,且溢流管高度对颗粒去除率的影响较小。各种工况的最佳运行条件参数可以参照具体表中数据。综合以上分析得出基本池型二为最优化的基本池型,其在关阀条件溢流角度为90度、150度时,径深比为1.2或0.9时,50um和250um颗粒在进水速度为2m/s时能达到较好的颗粒去除率。

关键词： Dianchi Lake the vortex hydraulic well of switching the intercepting and abandon flow fluent software particle removal rate overflow rate

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