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平 流 二 次 沉 淀 池 两 相 流 二 维 数 值 模 拟
谭立新 李开展李博
西安理工大学 水利水电学院陕西 西安
摘要 为了模拟平流二次沉淀池存在密度差异时的流动选取两相流混合模型和 RNG k 两方程
紊流模型对平流二沉池流动进行了数值模拟并将模拟结果同埃施Esch R E提出的明流弗汝德
数理论及二沉池实际运行状态进行了比较 结果表明数值模拟结果与明流临界弗汝德数理论吻
合同二沉池实际运行状态的符合性也较好验证了该模型模拟存在密度差异的混合液的流动的有
效性
关键词 平流二次沉淀池 数值模拟 密度差异 悬浮物浓度
中图分类号 X文献标识码 A
TwoDimensional Numerical Simulation of the TwoPhase Flow
in Rectanangular Secondary Settling Tanks
TAN Lixin LI Kaizhan LI Bo
Faculty of Water Resources and Hydraulic Power Xi an University of Technology Xian China
Abstract In order to simulate the flow in the rectangular secondary setting tanks with the density differ
ence the mixture model of twophase flow and RNG k twoequation turbulence model are selected to
carry out the numerical simulation of the rectangular secondary settling tanksAlso the simulated results
are compared with those from the Froude number theory about open channel flow proposed by Esch and
actual flow state of the secondary settling tanksThe simulation results indicate that the results from nu
merical simulation are found to be in coincidence with those obtained from the Froude number theory a
bout open channel flow proposed by Esch and also in better agreement with those from the actual flow
state of the secondary settling tanks whereby the validity of this model for simulating the flow of mixture
liquids with density differences is verified
Key words rectangular secondary settling tanks numerical simulation density difference concentra
tion of suspended substances
收稿日期
作者简介 谭立新女陕西西安人博士副教授研究方向为水力学及两相流数值模拟
Email tanlxxauteducn
城市污水厂中二次沉淀池的澄清底流污泥浓
缩回流和贮泥功能工艺末端位置及投资额决定了
其在城市污水处理系统中的重要地位 为保证出水
质量和提高污水处理效率有必要对其进行深入研
究 随着计算技术的飞速发展通过数值模拟来研
究流体运动得到了越来越广泛的应用 国内外二次
沉淀池数值模拟研究从上世纪八 十 年 代 已有 报
导
二沉池数值模拟中考虑密度差异影响的数
学模型主要为单相流模型且形式不统一 近年两相
流模型开始用于二沉池的数值模拟例如采用多相
流模型模拟高密度活性污泥混合液潜入形成的异重
流
及用改进的 RNG k 紊流模型和两相流 Mix
ture混合模型对辐流式二沉池内速度场和污泥质
量浓度场进行数值模拟
本文以平流式二次沉
淀池为研究对象选取两相流混合模型和改进的
RNG k 紊流模型对平流二沉池进行了数值模拟
重点探讨了该模型模拟平流二次沉淀池存在密度差
异流动的有效性
1数学模型及边界条件
11数学模型
二次沉淀池属于一个固液两相流反应器实验
研究表明二次沉淀池内同时存在密度流分层流
絮凝沉淀和压缩沉淀等多种现象沉淀和流动耦合
瞜嗟 嘧喟篫嘣 瘱嗳 嗍嗑篫瘽璡篞嘈 嘌 辔 喟嗬喙啻嘌嘌啾瘱疀疀璕瘲 嗷疀瞝瘯疀啵 瘱疀疀璕瘲疀皻窵璔 唷帙 圜嗖囗啶囿唰唰啜疀瞡瘯疀篫瘽璡篞嘈 嘌 辔 喟嗬喙啻嘌嘌啾瘱疀疀璕瘲辔 喟嗬喙啻嘌嘌啾瘱疀嗄 嗟瘱嘹帻噍罺瞡縌縡西安理工大学学报 Journal of Xian University of Technology Vol No
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