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给水处理厂平流式沉淀池的数值模拟研究

作　者: 龚然
导　师: 汪德爟
学　校: 河海大学
专　业: 环境工程
关键词: 平流沉淀池数值模拟紊流模型同位网格 SIMPLE算法
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 316次
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内容摘要

随着人们生活水平的提高,人们对于生活用水,特别是饮用水水质的要求越来越高,解决此问题的途径在于提高水处理的工艺。沉淀是给水处理过程重要的一个环节,大量的悬浮物在沉淀过程中被去除,沉淀过程的好坏直接影响着整个给水处理过程的好坏。本文用数值模拟方法研究了给水处理厂的平流式沉淀池。本文在总结前人对平流沉淀池的物理模拟和数学模拟成果的基础上,建立了沉淀池水流数学模型和悬浮物沉降模型,通过压力校正法求解非正交网格上的各项变量,最终模拟出平流沉淀池内的流场和悬浮颗粒的浓度场,并通过各种工况模拟的比较,给出了结构参数设计和运行管理控制上的建议。通过研究显示,平流沉淀池的结构参数对沉淀效果存在影响。本文研究了沉淀池穿孔花墙开孔率、沉淀池高度和集水槽长度三项结构参数对沉淀效果的影响,并对这三项结构参数在设计时的取值给出了合理的建议。本文还对南京城北水厂实际运行的平流沉淀池进行了进水浓度和流量两种参数变化下的大量工况进行了模拟,得到了在不同工况下的出水效果,并结合出水标准,给出了在不同运行工况下,该水厂平流沉淀池进口浊度与出口浊度的定量关系规律。

全文目录

第一章绪论  9-13
  1.1 概述  9-10
  1.2 课题的提出  10-11
  1.3 研究现状及存在的问题  11-12
  1.4 本文的研究方法、目的及意义  12-13
第二章给水厂沉淀池的基本原理  13-19
  2.1 沉淀的基本原理  13-14
  2.2 平流沉淀池的原理  14-16
  2.3 理想沉淀池模型  16-18
  2.4 平流沉淀池的设计要素  18-19
第三章沉淀池的数值模型  19-39
  3.1 模型的建立  19-23
    3.1.1 水流模型  19-20
    3.1.2 悬浮物输移模型  20-22
    3.1.2 紊流模型  22-23
  3.2 模型的数值求解方法  23-33
    3.2.1 方程的离散  23-28
    3.2.2 N-S方程的解法综述  28-29
    3.3.3 压力修正法及SIMPLE算法  29-33
  3.3 模型的验证  33-39
    3.3.1 验证模型的结构  33-34
    3.3.2 网格划分与边界条件  34-36
    3.3.3 计算精度和收敛条件  36-37
    3.3.4 流场与浓度场  37
    3.3.5 模型验证结论  37-39
第四章沉淀池的工况模拟  39-63
  4.1 浊度与浓度的近似关系  39-40
  4.2 计算结果的分析  40-44
  4.3 沉淀池结构对沉淀效果的影响  44-56
    4.3.1 沉淀效果  45
    4.3.2 穿孔花墙开孔率对沉淀效果的影响  45-48
    4.3.3 沉淀池高度对沉淀效果的影响  48-51
    4.3.4 指型集水槽长度对沉淀效果的影响  51-56
  4.4 浓度流量变化下沉淀池的模拟  56-63
第五章结论与展望  63-65
  5.1 结论  63-64
  5.2 展望  64-65
参考文献  65-68
致谢  68

给水处理厂平流式沉淀池的数值模拟研究

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