基于Fluent的新型布水器的設計與分析.pdf

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1、基于Fluent的新型水器的役針分衍米口郝一舒口張萌口湯國慶同濟大學機械與能源工程學院上海201804摘要:針對傳統(tǒng)多孔布水器布水不均勻、布水口易堵塞的現(xiàn)象,提出了雙臂單孔的新型布水器的設計。該結(jié)構(gòu)包括中央旋轉(zhuǎn)水管和可調(diào)控的布水橫管,中央旋轉(zhuǎn)水管帶動端部的布水橫管實現(xiàn)圓周運動,使圓形水池內(nèi)污水均勻覆蓋。建立了布水器的數(shù)學與運動學模型,利用Fluent對不同擴散角的噴嘴內(nèi)外流場進行數(shù)值模擬,優(yōu)化噴嘴參數(shù),使新型布水器達到預期的布水均勻效果關(guān)鍵詞:新型布水器運動學模型Fluent噴嘴設計流場分析中圖分類號:TH123文獻標識碼:A文章編號:1000—4998(2014)12-0022-03A

2、bstract:Anewdesignofdual-armuniporouswaterdiffuserwasproposedaimingattheweaknessofunevendistributionandeasyblockingintraditionalmuhiporouswaterdiffuser.Themainstructureconsistsofacentralswivelingpipeandadjustablewherethecentralswivelingpipecandrivethediffusingtransversetubuleatitstiptoachieveacir

3、cularmotionthatwillbringanuniformcoverageofsewageovertheroundpoo1.AmathematicalandkinematicsmodelforwaterdifuserwasbuiltwhileFluentwasemployedtoperformanumericalsimulationforflowfieldsbothinsideandoutsideofthenozzleatdifferentdiffusionanglewithanattempttooptimizethenozzleparametersandachievethede

4、siredeffectofuniformdiffusionbythenewmodelofwaterdiffuser.KeyWords:NewModelofDiffuserKinematicsModelFluentNozzleDesignFlowfieldAnalysis傳統(tǒng)多孔布水器分為變直徑和變間距多孔布水的速度旋轉(zhuǎn),可調(diào)控的布水橫管每次轉(zhuǎn)過一個角度,就器。在變直徑多孔布水器中,噴水孑L直徑隨著與水池中會在濾池中形成一個同心圓,這些同心圓就是可調(diào)控心距離的增加而增大,在運行一段時間后,布7K#L~布水橫管的布水軌跡。為了達到布水均勻的目的,新型生長的生物膜或廢水中的懸浮物堵塞,引起各孔

5、口水布水器使用等布水間距的方法,配合等價線性均布模量改變,導致布水不均勻。在傳統(tǒng)的變間距多孔布水器型,使水池表面單位面積上的布水量相等。設計中,布水孔通常將濾池截面分成數(shù)個面積相等的假設在布水器工作時,布水橫管畫過了凡個圓,即圓和圓環(huán),污水經(jīng)布水小孔向下噴灑,其在濾池表面有個形狀為同心圓的布水軌跡,當布水器分別運動所形成的面積應與小孔直徑、小孔與濾料層表面的高至這些布水軌跡上的時候,中央旋轉(zhuǎn)水管的角速度是度及水壓有關(guān).因此.變間距多孔布水器的實際布水不同的。為了實現(xiàn)布水均勻,就必須使出水口在各圈運效果也不均勻。新型布水器由兩個主要結(jié)構(gòu)組成:中央動的線速度保持相同,即:旋轉(zhuǎn)水管和可調(diào)控的布

6、水橫管。Jrl:2r2_..·=O)nrn~V(1)新型布水器結(jié)構(gòu)如圖1所示。中央旋轉(zhuǎn)水管起到式中:。為布水器在半徑為r.最外圈運動時,中央旋一個傳送污水的橋梁作用,并帶動端部的布水橫管以實現(xiàn)圓周運動.使圓形水池內(nèi)都有污水覆蓋¨2]。可調(diào)控的布水橫管是保證從水池內(nèi)圈到外圈均能有水布到和滿足均勻布水的最關(guān)鍵部分。通過與中央旋轉(zhuǎn)水管的運動配合,當布水橫管相對于旋轉(zhuǎn)水管的角度變化(從小到大)時.出水孔完成了從圓形水池內(nèi)圈逐步到外圈的運行軌跡,使整個水池范圍內(nèi)都能讓污水覆蓋到,實現(xiàn)均勻布水。1新型布水器噴水口運動的數(shù)學模型新型布水器運動時.中央旋轉(zhuǎn)水管不斷地以不同國家科技支撐計劃(編號:2007

7、BAK27B05)收稿日期:2014年7月2014/12機械制造52卷第604期轉(zhuǎn)水管的角速度;為布水器在半徑為r次外圈運動某一圈轉(zhuǎn)速的通用公式為:時,中央旋轉(zhuǎn)水管的角速度;以此類推,∞為布水器在西V2霄一2訂∑(6)=l~Oi半徑為最內(nèi)圈運動時,中央旋轉(zhuǎn)水管的角速度。i設是布水器出水口運動時的線速度,由此,可式中:m為當前圈數(shù);n為布水器旋轉(zhuǎn)總?cè)?shù),1≤m≤以得到中央旋轉(zhuǎn)水管角速度隨時間變化的函數(shù):0<<∞12噴嘴的結(jié)構(gòu)設計2t<

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