清水池氯消毒的CFD方法研究

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随着经济迅速发展,水源污染日趋严重,给水厂中消毒工艺日益重要。本文采用氯作为消毒剂,针对提高氯的消毒效率,以降低氯量消耗和消毒副产物生成量为目标,对清水池的结构进行改造。 本文利用计算流体力学(CFD)的商业软件Fluent作为计算平台,区别于其他研究氯消毒采用多相流模型中Eulerian方案或采用离散相模型中Eulerian-Lagrangian方案,本文采用加入用户自定义标量(UDS)的方法,编写用户自定义函数(UDF),加载到Fluent中,以此来建立二维清水池数学模型。同时运用此模型计算清水池内的水流流态和示踪剂停留时间分布函数,并与实验数据进行验证。结果表明,该模型能够很好地模拟清水池中水流的流动以及示踪剂和氯的浓度分布,与实验结论有非常好的一致性。 利用该模型,计算了清水池分别在1、2、3、4、7个挡板五种情况下的水流流场、示踪剂停留时间分布函数和氯的浓度分布。并且分析比较了在清水池4今挡叛时,改变廊道拐角形状、入口管径、挡板长度对消毒效率的影响。 CFD方法模拟结果表明,随着挡板数目增加,水流流场和氯浓度分布的均匀性变好,滞留区面积减少,流态接近活塞流,消毒效果增强。另外,廊道拐角变弧形和随着挡板数目增多而同时增加挡板长度,同样有益于消毒效率的提高。
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