新型旋流沉砂池固液兩相流數(shù)值模擬研究的開題報告

新型旋流沉砂池固液兩相流數(shù)值模擬研究的開題報告一、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，從而實現(xiàn)水的凈化。然而，旋流沉砂池在實際應用中存在著一些問題，例如對于顆粒物較小的污水處理，在單純的旋流沉砂池中滯留時間不足，效率不高；旋流沉砂池的流場結構、固液分離效果受到進水流量、旋流器直徑和葉片形狀等因素的影響，需要進行優(yōu)化。為解決這些問題，進行固液兩相流數(shù)值模擬研究，可以更加深入地了解旋流沉砂池內的流場結構和固液分離效果，從而進行設備結構和操作參數(shù)的優(yōu)化，提高污水處理效率，降低設備運行成本，具有重要的現(xiàn)實意義。二、研究內容和思路本次研究的目標是進行新型旋流沉砂池的固液兩相流數(shù)值模擬，分析不同進水流量、旋流器直徑和葉片形狀對池內流場結構和固液分離效果的影響，并進行優(yōu)化設計。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)學模型。2.建立網格模型：對整個模擬區(qū)域進行網格劃分，對池體、旋流器及進出口進行網格劃分，并優(yōu)化重點模擬區(qū)域的網格密度。3.設定模擬邊界條件：確定模擬區(qū)域的流體屬性和固體顆粒屬性，并設定相應的初始和邊界條件。4.實施模擬計算：對模擬模型進行求解，獲得不同進水流量、旋流器直徑和葉片形狀條件下的池內固液兩相流狀態(tài)及分離效果。5.結果分析與優(yōu)化設計：基于模擬結果，分析不同條件下的池內流場結構和固液分離效果，找出問題和瓶頸，進行優(yōu)化設計，提高污水處理效率和固液分離效果。三、預期研究成果和創(chuàng)新性本次研究將通過對新型旋流沉砂池的固液兩相流數(shù)值模擬，重點分析流場結構和固液分離效果的影響因素，并提出優(yōu)化措施和建議，具有以下預期研究成果和創(chuàng)新性：1.建立旋流沉砂池的數(shù)學模型，優(yōu)化模擬區(qū)域的網格密度，為模擬數(shù)值精度提高奠定基礎。2.分析不同進水流量、旋流器直徑和葉片形狀對池內流場結構和固液分離效果的影響，找出問題和瓶頸。3.提出針對問題和瓶頸的優(yōu)化措施和建議，優(yōu)化設備結構和操作參數(shù)，提高污水處理效率和固液分離效果，降低設備運行成本。4.結果可供旋流沉砂池的相關行業(yè)和領域參考，具有一定的理論和實踐價值。四、研究進度安排本次研究的預期時間為一年，具體的進度安排如下：第一階段：2021.9-2021.12完成旋流沉砂池相關文獻的收集和閱讀，確定數(shù)值模擬方法及模型，建立網格模型。第二階段：2022.1-2022.4設定模擬邊界條件，實施模擬計算，獲取模擬結果。第三階段：2022.5-2022.8對模擬結果進行分析和優(yōu)化設計，確定優(yōu)化方案和建議。第四階段：202