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潜水搅拌器作为污水处理工艺过程中不可缺少的设备,其能效的优劣直接关系到污水处理的效率及设备耗能的大小。根据需要选取适合的潜水搅拌器并使其发挥出最佳的搅拌效果成为当今污水处理过程中急需解决的问题。本文主要的研究内容如下:(1)提出了评价潜水搅拌器效能优劣的新方法——有效搅拌域法。通过Fluent软件中的UDF模块,编制出统计流速达到搅拌效果的有效搅拌体积的源代码,通过此法可以准确计算潜水搅拌器形成的有效搅拌区域体积的大小,使数值模拟的结果分析更直观,更具有说服力。(2)为研究潜水搅拌器水平安装角度对搅拌池内流场的影响,建立不同水平安装角度的几何模型,对搅拌池内流场进行三维数值模拟,得出不同方案的速度分布情况,分析流场中流速达到有效搅拌效果的“有效搅拌流体体积”占整个流场体积的百分比,通过比较,选择出优化的潜水搅拌器的水平安装角度。(3)无摆动的潜水搅拌器在运行中,导杆的机构简单,仅是叶轮定向旋转,由于搅拌器固定,其形成的射流流场影响域也是固定不变的,如能不断调整搅拌器的运行方向,预期能很大程度上提高搅拌效率。本文设计了一种新型摇摆型潜水搅拌器,即在无摆动的潜水搅拌器的基础上增设了往复摆动的功能,使得潜水搅拌器在运行中实现一定幅度的摆动,扩大搅拌的影响范围,达到更好的搅拌效果。(4)利用FLUENT软件中的UDF模块编写往复摆动程序及统计流速达到搅拌效果的有效搅拌体积的程序,通过建立无摆动及不同摆动角度的潜水搅拌器的运行方案,对搅拌池内流场进行三维数值模拟,得出不同方案的速度分布情况,分别计算其流场中流速达到搅拌效果的“有效搅拌流体积”占整个流场体积的百分比,讨论了一定的摆动角速度下,所设计的摇摆型潜水搅拌器与无摆动潜水搅拌器搅拌效果的差异,并优化其摆动运行方案。(5)在模型实验中,通过观测比较池底颗粒沉降量的方法探究无摆动及摇摆型潜水搅拌器的搅拌效果。