基于 FLUENT 的多级A/O生物膜反应器流态研究

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1 模型的选择        多级A/O生物膜反应器中流体的流动呈湍流流动,流体为不可压缩流体,因此,反应器的流动模型应选用湍流模型进行模拟,本文选用标准 k-ε 双方程湍流模型,其控制方程可表示为:        连续方程:                  

1 模型的选择

       多级A/O生物膜反应器中流体的流动呈湍流流动,流体为不可压缩流体,因此,反应器的流动模型应选用湍流模型进行模拟,本文选用标准 k-ε 双方程湍流模型,其控制方程可表示为:

       连续方程:

                 1.jpg

       动量方程:

2.jpg

式中:μeff — 有效粘滞系数;μt — 湍流粘滞系数;μ— 层流粘滞系数;Cμ  — 平均流速梯度产生的湍流动能。

紊动动能k方程:

3.jpg

       紊动能耗散率ε方程:

4.jpg

5.jpg

       式中参数E ij表示时均应变率。以上方程共同组成了标准k-ε模型的封闭方程组,模型中的常用参数取值见表1。

6.jpg

2模型的简化

       模型的简化是为了减少计算量,本研究利用 FLUENT 公司自行研发的前处理软件 Gambit 构建模型,利用计算机软件对实际工程进行数值模拟时,如对每一个细节都进行模拟将使得计算量非常之大,因此对某些不会对模拟结果产生较大影响的细节进行简化是必要的。为了减少计算量,本研究对组合工艺反应器模型进行了适当的简化,具体如下:

      (1)反应相数

       在反应器中,固相部分主要是活性污泥的菌胶团,而活性污泥混合液与水的比重非常接近,对液相流动产生的影响并不大。且反应器的好氧底部存在曝气装置,在这段区域内会有向上的速度产生,但对横向的速度影响较小。因此,在模拟反应器内流体的流态时将其简化为单相液体流动来处理。

      (2) 温度

       由于该反应器中的温度接近室内温度,无剧烈的变化,故不考虑其温度的变化,因此,将温度场视为恒温场。

     (3)刚盖假定

       流体在反应器内流动时,会使水面产生一定的波动,但在流速较小的工况下,可对水面进行刚盖假定进行简化计算,即把水面假设为水平面。此外还需对 计算域的网格进行划分,其本质是对控制方程在所规定的区域上进行点离散或区域离散,从而转变为在各网格点或子区域上定义的代数方程组,然后用线性代数的方法迭代求解。

3边界条件设置

       假设不存在水面波动,采用滑移边界条件,而对其他所有的固壁均采用非滑移边界条件,取磨擦系数为 0.5。根据不同的停留时间,计算出不同停留时间对应的进水口水流流速。

       下图为该反应器各级流速云及流线模拟图。

1540271998(1).jpg



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  • 张嘿嘿
    张嘿嘿 2018年10月23日 15:06:15 2楼
    不错不错墙的的楼主学习
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  • xingye8860
    xingye8860 2018年10月24日 08:51:36 3楼
    学习了!!
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  • 张嘿嘿
    张嘿嘿 2018年10月26日 15:25:33 4楼
    可以可以的楼主谢谢
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  • 蒋以华
    蒋以华 2018年10月28日 13:18:48 5楼
    可以可以的楼主谢谢
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  • yj蓝天
    yj蓝天 2018年10月29日 06:38:19 6楼
    学习啦,谢谢分享
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  • 洋儿
    洋儿 2018年10月30日 10:33:44 7楼
    漂亮漂亮漂亮的楼主
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  • 张嘿嘿
    张嘿嘿 2018年10月30日 11:38:12 8楼
    快言快语开的楼主
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  • 浅笑sun
    浅笑sun 2018年10月30日 16:42:12 9楼

    厉害感谢分享


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  • 南大西洋鲔鱼片
    南大西洋鲔鱼片 2018年10月31日 14:03:42 10楼
    感谢楼主分享,学习了。
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  • lyy2010lyy
    lyy2010lyy 2018年11月01日 08:55:17 11楼
    感谢楼主分享,学习了。
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