新型旋流沉砂池固液兩相流數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告

新型旋流沉砂池固液兩相流數(shù)值模擬研究的開題報(bào)告一、選題的背景和意義旋流沉砂池是一種常用的污水處理設(shè)備，其主要功能是通過旋流作用將污水中的懸浮固體顆粒沉降到池底，從而實(shí)現(xiàn)水的凈化。然而，旋流沉砂池在實(shí)際應(yīng)用中存在著一些問題，例如對(duì)于顆粒物較小的污水處理，在單純的旋流沉砂池中滯留時(shí)間不足，效率不高；旋流沉砂池的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)、固液分離效果受到進(jìn)水流量、旋流器直徑和葉片形狀等因素的影響，需要進(jìn)行優(yōu)化。為解決這些問題，進(jìn)行固液兩相流數(shù)值模擬研究，可以更加深入地了解旋流沉砂池內(nèi)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和固液分離效果，從而進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的優(yōu)化，提高污水處理效率，降低設(shè)備運(yùn)行成本，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。二、研究?jī)?nèi)容和思路本次研究的目標(biāo)是進(jìn)行新型旋流沉砂池的固液兩相流數(shù)值模擬，分析不同進(jìn)水流量、旋流器直徑和葉片形狀對(duì)池內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和固液分離效果的影響，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體的研究思路如下：1.確定數(shù)值模擬方法及模型：采用基于液相不可壓縮流和離散相模型的Euler-Lagrange數(shù)值模擬方法，建立旋流沉砂池的數(shù)學(xué)模型。2.建立網(wǎng)格模型：對(duì)整個(gè)模擬區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對(duì)池體、旋流器及進(jìn)出口進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并優(yōu)化重點(diǎn)模擬區(qū)域的網(wǎng)格密度。3.設(shè)定模擬邊界條件：確定模擬區(qū)域的流體屬性和固體顆粒屬性，并設(shè)定相應(yīng)的初始和邊界條件。4.實(shí)施模擬計(jì)算：對(duì)模擬模型進(jìn)行求解，獲得不同進(jìn)水流量、旋流器直徑和葉片形狀條件下的池內(nèi)固液兩相流狀態(tài)及分離效果。5.結(jié)果分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)：基于模擬結(jié)果，分析不同條件下的池內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和固液分離效果，找出問題和瓶頸，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高污水處理效率和固液分離效果。三、預(yù)期研究成果和創(chuàng)新性本次研究將通過對(duì)新型旋流沉砂池的固液兩相流數(shù)值模擬，重點(diǎn)分析流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和固液分離效果的影響因素，并提出優(yōu)化措施和建議，具有以下預(yù)期研究成果和創(chuàng)新性：1.建立旋流沉砂池的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化模擬區(qū)域的網(wǎng)格密度，為模擬數(shù)值精度提高奠定基礎(chǔ)。2.分析不同進(jìn)水流量、旋流器直徑和葉片形狀對(duì)池內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和固液分離效果的影響，找出問題和瓶頸。3.提出針對(duì)問題和瓶頸的優(yōu)化措施和建議，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)，提高污水處理效率和固液分離效果，降低設(shè)備運(yùn)行成本。4.結(jié)果可供旋流沉砂池的相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域參考，具有一定的理論和實(shí)踐價(jià)值。四、研究進(jìn)度安排本次研究的預(yù)期時(shí)間為一年，具體的進(jìn)度安排如下：第一階段：2021.9-2021.12完成旋流沉砂池相關(guān)文獻(xiàn)的收集和閱讀，確定數(shù)值模擬方法及模型，建立網(wǎng)格模型。第二階段：2022.1-2022.4設(shè)定模擬邊界條件，實(shí)施模擬計(jì)算，獲取模擬結(jié)果。第三階段：2022.5-2022.8對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定優(yōu)化方案和建議。第四階段：202