文档介绍：硕士学位论文

题目混凝涡旋水动力学的数值模拟及试验研究

研究生丁林祥
专业机械电子工程
指导教师潘华辰教授
聂欣副教授

完成日期 2013 年 3 月
杭州电子科技大学硕士学位论文

混凝涡旋水动力学的数值模拟及试验研究

研究生: 丁林祥
指导教师: 潘华辰教授
聂欣副教授

2013 年 3 月
Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University
for the Degree of Master

A Research on ulation Vortex
Hydrodynamics by Numerical Simulation
and Experiments

Candidate: Ding Linxiang
Supervisor: Prof. Pan Huachen
Prof. Nie Xin

March,2013
杭州电子科技大学
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指导教师签名: 日期: 年月日
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
混合器是水处理流水线上的重要部件,其性能直接决定原水与药剂的混合效率和单位水
处理成本。由于静态混合器无法对突发水质变化做出相应的应变,因此当水的流量,浊度,
特定污染物的突然增加或者减少,静态混合器的混合强度是固定的,不能随之改变。这样会
导致出水品质下降或者絮凝剂不必要浪费。水品质的下降将直接危害人类的身体健康,有甚
者将会威胁生命安全。
本文将混合器与涡旋水动力学结合,设计出了一种可调式静态混合器,克服了传统静态
混合器不可调节的缺陷。这种混合器可以根据来水水质和流量改变叶片角度,以更好的达到
混凝效果。文章从以下几方面进行介绍:
首先阐述了该课题的研究背景和意义,并对混合器的应用领域和研究现状进行了简单的
阐述。同时,对于本文的基本思路和主要研究内容进行了概括。然后对于实验所需的高岭土
的粒径分布进行测定;对高岭土溶于水的浊度特性和电位分布进行测定;分析了 PAC 对于浊
度的影响;验证了高岭土溶液和聚合氯化铝溶液絮凝效果,起始浊度在 150NTU, PAC 投加
量为每千吨水 10kg 到 20kg 对实验最有利。
接着介绍了可调式静态混合器的组成,以及旋流发生器主要部件和基本结构;完成试验
台架的搭建和实验方案的设计;利用已完成的试验台架和既定的实验方案,对于可调式静态
混合器的主要影响因素进行了研究,包括水温、流速、加药量和叶片角度变化等。根据实验
可知压力损失随着叶片角度和流速的增大而增大,六叶片可调式混合器的压力损失要大于三
叶片可调式静态混合器。三叶片可调式静态混合器在低流速下具有良好的混凝效果,当流速
为 ,在加药量为 10kg 每千吨时,其去浊率可高达 70%,去除浊度 105NTU。
介绍实验设备 SK 型静态混合器的基本结构和用途,并且通过一系列实验对于其性能有
所了解;而后通过相同工况的实验,分别从压力损失、粒径分布和 Zeta 电位三个方面对三种
不同的静态混合器的性能进行对比和分析。可调式混合器尤其是三叶片可调式混合器在低流
速大角度工况下的压力损失最大为 2780Pa,压力损失不大,能耗较小;相同工况下可以提高
去浊率 %,节约药剂投加量达 20%左右。