资源描述：
《二沉池雷诺系数》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、屈强马鲁铭王红武(同济大学环境科学与工程学院，上海200092)摘要：运用计算流体力学手段，对平流式沉淀池内水流运动特征进行了数值模拟，结果表明：池内存在着两个回流区，分别位于进水区底部和入流挡板示的沉淀区，示一个冋流区约占整个沉淀池容积的40%,形成了大死区，是沉淀池性能下降的垂要原因。关键词：沉淀池；流态；计算机模拟NumericalSimulationofwastewatervelocitydistributioninarectangularsecondaryclarifierQUQiangMALumingWANGHongwu(Col1egeof
2、EnvironmentalScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092)Abstract:Computationalfluiddynamicsmethodwasusedtosimulatethewastewatervelocitydistributioninasecondaryclarifier.Resultsindicatethattherearetwobackflowzonesintheclarifierandthebiggeroneislocatedinthesettlingzoneb
3、ehindtheinletbaffle,whereabigdeadzoneisformed,whichmaybetheimportantreasonofaclarifier,slowperformance.Keywords:clarifier,velocitydistribution,numericalsimu1ation二沉池是整个活性污泥法系统中的重要组成部分，目的在于利用重力沉降作用去除系统中产生的活性污泥颗粒，整个系统的处理效果与二沉池的设计与运行是否良好密切相关［1］。平流式是一种常见的二沉池形式，该池呈长方形，来自活性污泥系统的水流从池了的
4、一端进入，水平流过沉淀池，从池的另端流出，进口附近有泥斗，其它部分池底倾向泥斗。平流式二沉池的设计基于理想流动假设，即沉淀池内水平方向速度均匀相等，重力方向速度为0,整个流体以完全平推流的方式流过沉淀池，流动处于层流状态，不存在漩涡，没冇短流和死区，理想沉淀池如图1所示。图1理想平流式沉淀池流态近年来，人们意识到了这种理想假设可能存在不足。Adams［2］,Iman［3］,Schamber［4］,Zhou［5］等利用不同方法模拟了沉淀池水流特征；曾光明等［6］,［7］利用涡量法对二沉池进行了数值模拟，蔡金榜等［8］建立了基于剖开算子法的沉淀池数学模型，
5、郭生昌等［9］把沉淀池水流近似为层流，进行了模拟，詹咏等［10］建立了小型试验装置，观察了水流运动特征。但由于存在计算量人的困难，以上作者均对模型进行了较多简化，试验和模拟规模也限于小型。近儿年來，计算流体力学得到了快速发展，k-£两方程模型经过了人量验证并得到了广泛应用，本文利用该模型和SIMPLEC算法对某实际规模二沉池内水流情况进行了数值模拟，为进一步优化二沉池内流态、提高沉淀效率奠定基础。1沉淀池物理模型某二沉池最大设计流量0.05m3/s,沉淀时间1・5小时,水力表面负荷2m3/(m2・h),有效水深3.0m,设计水平流速3.7mm/s,有效
6、池长20m,池宽4.5m,池底纵坡0.01,具体几何尺寸如图2所示。图2沉淀池具体儿何尺寸2数学模型与边界条件沉淀池内设计水平流速很低，仅冇3.7mm/s,容易被认为是理想层流。实际上，层流和湍流的判断依据应为公式1所确定的雷诺数Re。Re=4XvR/n(1)式中，v为液体运动速度,n)/s；口为液体运动粘度，m2/s；R为水力学半径，由公式2确定。R二A/X(2)式中，A为过流面积,m2；X为润湿周边,m。对于非圆形断而流道的具有自由界而的流动，Re>2000即可认定为湍流，此平流式沉淀池中Re=19030»2000,属于湍流。湍流模型有多种，两方程
7、模型自提出以來的近30年中经过了大量检验，被认为求解简单，结果准确，因而得到了大量的应用，本文采川标准k-£两方程模型求解沉淀池内流场结构。湍流动能k和湍流动能耗散率£的运输方程分别为：(3)(4)式中：,标准k-£模型中的冇关系数如下：Cl£=1.44,C2£=1.92,C—1.44,ok=l.0,o£=1.0o边界条件为：入口水流速度为2.2cm/s,；1
8、口压力为大气压，水而为口由界面，没有剪切和滑移速度，池底和边壁为I古I体壁面，壁而上速度为0,使用标准壁面函数[11],采用S1MPLEC方法进行求解。3模拟结果与分析图3一沉池内流线图图4二沉
9、池内水平方向速度分布图图3是沉淀池内流线图，流线是在流场中表示在同一时刻各个空间点上流体质点运
