沉淀池實(shí)際運(yùn)行時(shí)與理想狀態(tài)差距很大，除了水流狀態(tài)和沉淀池構(gòu)造，外界條件等也會(huì)對(duì)沉淀物去除的效率造成一定影響，從理論上對(duì)影響沉淀的因素進(jìn)行分析可以總結(jié)為以下三點(diǎn)。實(shí)際情況下，斜管沉淀池水流處于紊流狀態(tài)，而理論模型中對(duì)于水流速度的假設(shè)顯然并不符合實(shí)際情況，水流在池深和池寬方向也有一定的分速度，由于脈動(dòng)引起的細(xì)小渦體對(duì)懸浮物沉降產(chǎn)生的阻礙作 用會(huì)對(duì)顆粒沉淀產(chǎn)生不利影響。
  沉淀池中裝置了斜管可使得沉淀面積增大，所增加的面積就是斜管（板）的水平投影面積，這樣便能夠大大地提高沉淀效率：同時(shí)，也大幅度的減小了顆粒的沉淀距離，安裝斜管之前沉淀距離是池體的深度，安裝斜管（板）之后便減小到兩相鄰斜管的垂直距離，從而使得沉淀時(shí)間較大程度的減少：在池中安裝了斜管以后，水流從其中流過(guò)，由于水流經(jīng)過(guò)的斷面濕周變大，使得水力半徑明顯變小，在相同的流速下，可通過(guò)降低雷諾數(shù)來(lái)提高水流的穩(wěn)定性，促進(jìn)顆粒從水中分離。斜管沉淀池作為新興沉淀技術(shù)的產(chǎn)物，存在著一定的特點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：，斜管的設(shè)計(jì)大大地增加了懸浮物的接觸面積，節(jié)省沉淀時(shí)間，同10萬(wàn)方數(shù)據(jù) 章緒論 時(shí)也減小了水力半徑，懸浮顆粒的沉淀?xiàng)l件得到優(yōu)化，沉淀效率也大大提高。新設(shè)計(jì)的同向流斜板沉淀池沉淀負(fù)荷可以達(dá)到３０～５０ｍ３／１１?ｍ２，而平流式沉淀池的表面負(fù)荷一般僅為0.7～2.1ｍ３ｍ?ｍ２，因此單位面積產(chǎn)水量可以提高數(shù)倍至十幾倍；第二，沉淀效率的大大提高使得沉淀池池體的容積可以大大縮小，同時(shí)也減少了占地面積，這對(duì)于地價(jià)昂貴、水廠面積擴(kuò)大困難的地方十分有利；第三，適用于對(duì)已建沉淀池、澄清池的挖潛和改造，起到了提高設(shè)備供水能力和滿足生產(chǎn)發(fā)展的作用。缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為：，由于沉淀時(shí)間太短，造成該種沉淀池對(duì)濁度的適應(yīng)性較平流式沉淀池差，維護(hù)管理也較平流池麻煩；第二，如果不安裝機(jī)械裝置來(lái)排泥的話會(huì)導(dǎo)致排泥變得非常麻煩；因此要經(jīng)常排泥，維護(hù)管理操作工作量繁多；第三，斜管（板）耗費(fèi)材料較多，老化后需要更換，其維修更換費(fèi)用較高。

    沉淀池進(jìn)出水口的設(shè)計(jì)對(duì)懸浮物去除效果有著較為重要的影響，斜管沉淀池配水區(qū)、清水區(qū)的設(shè)計(jì)對(duì)沉淀去除有一定的影響。斜管沉淀池的配水均勻性直接影響了它運(yùn)行是否穩(wěn)定。懸浮顆粒自身性質(zhì)及外部條件 流體運(yùn)動(dòng)中，粒徑較大的懸浮顆粒更利于被去除，懸浮顆粒在沉淀池中停留時(shí)間越長(zhǎng)，絮凝作用越明顯，越利于顆粒去除效率的提高：溫度變化、風(fēng)力作用、以及除泥設(shè)備擾動(dòng)等因素都會(huì)使沉淀池的運(yùn)行受到一定程度上的影響。

    為更實(shí)現(xiàn)對(duì)本課題的研究，確定課題的研究思路如下：１２ 萬(wàn)方數(shù)據(jù) 章緒論 １、前期準(zhǔn)備：確定課題研究的內(nèi)容、任務(wù)和意義，通過(guò)閱讀大量的文獻(xiàn)及書(shū)籍，掌握上向流斜管沉淀池的設(shè)計(jì)要素、運(yùn)行機(jī)理、影響其運(yùn)行效率的相關(guān)因素、該沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)、以及當(dāng)前研究存在的主要問(wèn)題，系統(tǒng)學(xué)習(xí)ＣＦＤ軟件的基本原理、使用方法及與軟件相關(guān)的數(shù)學(xué)模型的使用條件； ２、建立模型：選擇一個(gè)典型的給水廠上向流斜管沉淀池為例，并用繪圖軟件建立相關(guān)計(jì)算軟件；建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，確定求解的計(jì)算方法并選擇與模型有關(guān)的參數(shù)； ３、模擬研究：對(duì)選定的影響參數(shù)制定研究方案，在建立的模型 基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，并得出結(jié)果。模擬結(jié)果的分析與處理：對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行分析研究，得出設(shè)計(jì)參數(shù)，為今后改善沉淀池內(nèi)流態(tài)、提高沉淀池工作效率、改善沉淀效果提供理論依據(jù)。本文的研究方法如下： １、選擇相應(yīng)的模型進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)選用的數(shù)學(xué)方程加以驗(yàn)證，確定其準(zhǔn)確性，以便用于模擬實(shí)際沉淀池的濃度場(chǎng)及流場(chǎng)。選取一個(gè)合適的上向流斜管沉淀池作為模擬實(shí)例，建立對(duì)應(yīng)的濃度場(chǎng)以及流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，模擬流體在沉淀池內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及懸浮顆粒具體的分布情況，并且利用相關(guān)理論對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析。 ３、通過(guò)改變進(jìn)水懸浮物顆粒直徑的大小，來(lái)模擬斜管沉淀池在不同進(jìn)水懸浮物顆粒直徑的流場(chǎng)以及濃度場(chǎng)，結(jié)合沉淀池的出水效果得出沉淀池進(jìn)水懸浮物顆粒直徑對(duì)沉淀池沉淀效率的影響規(guī)律。

    通過(guò)改變斜管沉淀池配水區(qū)的高度，對(duì)不同配水區(qū)高度下斜管沉淀池的流場(chǎng)以及濃度場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算，結(jié)合沉淀池的出水效果對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，找出最適宜的沉淀池的配水區(qū)高度。通過(guò)改變集水槽的布置形式，對(duì)不同集水槽布置形式下斜管沉淀池的流場(chǎng)以及濃度場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算，結(jié)合沉淀池的出水效果分析比較集水槽的布置形式對(duì)沉淀效率的影響，尋找出最為合適的集水槽布置形式分析比較，總結(jié)結(jié)果，提出更加合理的優(yōu)化改進(jìn)方案。課題模擬的流程 本課題是采用模擬計(jì)算軟件對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解，模擬過(guò)程的具體求解步驟如下：建立相關(guān)的幾何模型一生成計(jì)算網(wǎng)格一輸入網(wǎng)格一檢查網(wǎng)格一選擇求解器一選擇求解方程一確定流體物理性質(zhì)一設(shè)置邊界條件一給定計(jì)算控制參數(shù)一初始化萬(wàn)方數(shù)據(jù) 合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 流場(chǎng)一計(jì)算一檢驗(yàn)結(jié)果一保存結(jié)果一后處理。ＣＦＤｌ３４１的理論基礎(chǔ)及發(fā)展 研究流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法大致可分為三類(lèi)：是以實(shí)驗(yàn)為研究手段的實(shí)驗(yàn)研究方法；第二是理論分析法，采用簡(jiǎn)單流動(dòng)模型假設(shè)，得出某些問(wèn)題的解析解；一種是數(shù)值模擬法。實(shí)驗(yàn)研究法耗費(fèi)巨大，而理...如圖所示，將沉降區(qū)分成，1個(gè)淺層沉降單元，每層的高度為h＝Ｉ－ｆｉｎ，當(dāng)流量Ｑ在一定的情況下，顆粒的沉降深度就會(huì)相應(yīng)的減小，由原來(lái)的少到Ｈ／ｎ，這樣能夠被完全去除的顆粒的沉速會(huì)隨之增大，由原來(lái)的ｕ＞ｕｏ增大到ｕ５＞ｕｏ／ｎ；與此同時(shí)沉速水中小于截留沉速的懸浮物顆粒能夠沉淀的百分比也從ｕ／ｕｏ增大到ｕｎ／ｕ。，這樣能夠使得顆粒被完全去除的部分明顯增多。按此推算，沉淀池分為ｎ層，其截留沉速：“＾＝一＝一一＝一一“．１：—Ｈ—／ｎ：一Ｉ—ＨＢ—ｖ：土壘（1.3）ｋＪ－．），“三／ｖｎＢＬ甩Ａ淺層處理水量：ｄ＝ＨＢ御，（1.4） 所以沉淀池的處理能力是原來(lái)沉淀池的”倍。顯然可知，淺層數(shù)分割的越多，Ｅ值提高的就越多，或者說(shuō)流量增大也就越多。此外，對(duì)于沉淀池沉降區(qū)的劃分還能夠有效的改善沉降過(guò)程中的水力條件。普通沉淀池在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，雷諾數(shù)＆一般4.0ｘ103～１．５ｘ105范圍內(nèi)，水流流態(tài)是紊流。而在斜管和斜板沉淀池內(nèi)雷諾數(shù)可分別降到100和200，很明顯，實(shí)際雷諾數(shù)就遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于各自在層流流態(tài)中的臨界雷諾數(shù)，它們?cè)趯恿髦械呐R界雷諾數(shù)分別為2.0ｘ103和103，這樣有利于顆粒在穩(wěn)定的層流狀態(tài)中沉降。不管在實(shí)際運(yùn)用中還是理論分析中，我們通?？梢杂酶ヂ宓聰?shù)ｎ來(lái)反應(yīng)水流的穩(wěn)定性。因?yàn)楣苄纬两祮卧蜏\層區(qū)域的水力半 zkq 20160323 徑Ｒ很?。ㄒ话銥椋保础保玻洌?dǎo)致了ｎ能夠增加到１０－３１０‘４以上。