污水搅拌器摆放角度对流场性能影响

针对搅拌器摆放角度不合理、污水处理池内液体能耗过大造成的底部流速较低等问题,基于Fluent对搅拌器在不同摆放角度下的流场进行数值模拟,以优化设计、减少污泥沉淀.通过UG建立三维实体模型并进行四面体网格划分,利用标准k-ε湍流模型以及 SIMPLEC 算法对处理池进行模拟.在改变搅拌器摆放角度的情况下,对比处理池内的流速分布情况和平均速度大小,得出不同摆放角度对搅拌器推流搅拌效果的影响;同时还对流场中旋涡结构与搅拌能耗的关系进行了研究.结果表明:摆放角度为50°时,底部截面平均流速最大提高17.6%,体平均流速可提高6%,最大降低底部死区率12%,推流搅拌效果最佳.同时,搅拌效果也受旋涡结构影响,旋涡数量越少,单个旋涡尺度越大,旋涡能耗越低,流态越平稳,推流搅拌效果越好.可以通过改变搅拌器摆放角度,改善内部流态,减少污泥沉淀现象,降低旋涡能耗,达到改善推流搅拌效果的目的.     

双曲面搅拌器翼型及安装高程对搅拌性能的影响

采用NX软件建立实体模型,Fluent18.0软件进行三维湍流分析,通过非结构化网格和动坐标系技术,选用标准k-ε湍流计算模型和SIMPLEC算法进行速度-压力耦合求解.在原有双曲面搅拌器翼型的基础上,对桨叶进行水平叠加,并计算了2种翼型下双曲面搅拌器在9 m×9 m×5 m的氧化池内的搅拌流场,对比分析了优化前后双曲面搅拌器桨叶附近流场变化和不同安装高程下特定区域的湍动能变化.双曲面搅拌器的桨叶延伸线为螺旋线,研究计算表明,其桨叶的迎水面作为直接与来流撞击的面,其最优应为螺旋线的凹侧且与转盘呈锐角的斜面,背水面最优为与转盘垂直的垂面,且背水面后增加一斜面可对加速后的水体起到整流作用,使搅拌器径向搅拌范围更大.安装高程为H=1 000 mm时,池内平均流速达到0.710 m/s,较优化前提升0.140 m/s,平均湍动能达到0.088 J /kg,较优化前提升0.043 J /kg,主要区域平均湍动能由0.015 J/kg提升至0.028 J/kg.     

双层桨叶硫酸铜搅拌器的桨叶安装参数优化

硫酸铜在农业生产中有着非常重要的作用,在硫酸铜结晶设备中桨叶的安装位置是影响搅拌器性能的重要指标之一。通过对搅拌器桨叶安装位置的研究提高硫酸铜的结晶效率。实际生产中用到的硫酸铜搅拌器多为双层桨叶,对于双层搅拌器,安装位置主要包括上下层桨叶之间距离和下层桨叶距搅拌槽底部的距离。通过数值模拟仿真技术对几组不同安装位置的搅拌器进行仿真研究,从而得到最佳的安装位置结构参数。     

搅拌罐内纸浆悬浮液内部流动数值模拟

对搅拌罐内纸浆悬浮液的两相流场进行研究,分析搅拌罐内液相流场的流动规律.应用计算流体动力学软件Fluent对搅拌罐内纸浆悬浮液的混合进行数值模拟,采用非结构化四面体网格,利用多重参考系法,选用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,分别模拟了搅拌器5种不同安装高度下的搅拌流场,并分析了搅拌器的速度流线分布、搅拌器叶片表面的压力分布规律、搅拌罐内固体体积分数的分布和搅拌功率.模拟结果表明：搅拌器形成一个较大的搅拌流场,主体循环较好,由固体体积分数分布图和漩涡所在平面固体体积的分布规律明确了倒锥体区域和漩涡区的位置.由搅拌器的功率系数对搅拌器的性能进行判定,根据此判定依据可知,所设计的搅拌器性能优良,研究结果对搅拌器的优化设计具有一定的参考价值.     

搅拌罐内纸浆悬浮液内部流动数值模拟

对搅拌罐内纸浆悬浮液的两相流场进行研究,分析搅拌罐内液相流场的流动规律.应用计算流体动力学软件Fluent对搅拌罐内纸浆悬浮液的混合进行数值模拟,采用非结构化四面体网格,利用多重参考系法,选用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,分别模拟了搅拌器5种不同安装高度下的搅拌流场,并分析了搅拌器的速度流线分布、搅拌器叶片表面的压力分布规律、搅拌罐内固体体积分数的分布和搅拌功率.模拟结果表明：搅拌器形成一个较大的搅拌流场,主体循环较好,由固体体积分数分布图和漩涡所在平面固体体积的分布规律明确了倒锥体区域和漩涡区的位置.由搅拌器的功率系数对搅拌器的性能进行判定,根据此判定依据可知,所设计的搅拌器性能优良,研究结果对搅拌器的优化设计具有一定的参考价值.     

单双层涡轮式搅拌器的流场分析与对比

利用计算流体力学对单、双层涡轮式搅拌器在搅拌釜内产生的流场进行研究,并通过PIV验证模拟所选用的MRF模型符合实际。结果表明:选用单层涡轮式搅拌器时流体流动范围较窄;选用双层涡轮式搅拌器时流体流动范围较广。单层涡轮式搅拌器可提高转速以获得与双层涡轮式搅拌器近似的搅拌范围,但功耗较大,且搅拌效果较双层的差。单层涡轮式搅拌器的漩涡位置与涡径及转速无关,搅拌范围随转速的增大而增大;双层涡轮式搅拌器的涡心位置随转速增大而上移,且涡径随转速的增大而增大。双桨桨间距对流场的干涉作用明显,间距大或小均会导致漩涡发散,涡心不明显,流体流动范围变窄。     

手动桨式搅拌器在农村沼气池上的安装使用

近年来,我们在农村沼气池中推广使用一种手动桨式搅拌器,收到了较好的效果,受到建池户的普遍欢迎。沼气池安装这种搅拌器的好处是:(1)搅拌料液促进生化反应,可以提高产气率50％左右;(2)通过搅拌振动,可减少沉渣浮壳,减少料液分层现象,使出料间粪水浓度增大,能较好地满     

潜水搅拌机三维两相流的数值模拟

根据潜水搅拌机实际尺寸,通过PRO/E软件建立三维模型,在Fluent6.3软件平台上,采用滑移网格模型、RNG K- 湍流模型、混合模型和Simple算法,对搅拌机在清水单相环境下以及污水-污泥两相环境下三维流动进行数值模拟。计算结果表明,搅拌机对水流轴向推动距离大,能满足设定的搅拌池长度要求,形成的搅动半径随水流的推进距离增大而增大。污水-污泥混合液中潜水搅拌机的轴向推流流速与单相流相比有所减小。在搅拌机下游一段距离内,由于搅动半径小,污泥在池底形成沉积。降低潜水搅拌机的安装位置后,搅拌机在搅拌池池底形成的流速变大,污泥沉降变弱。当搅拌机叶轮中心与池底距离减小至0.4m时,搅拌池已无明显污泥沉积现象,污水-污泥混合液的密度分布均匀。     

不同安放角度对污水搅拌器水力特性的影响

为深入对比污水处理池中搅拌器不同安放角度对其水力特性的影响,文中基于Fluent对搅拌器在不同安放角度下的水力特性进行数值模拟,得出适合搅拌器工作的较优工况.利用标准k-ε湍流模型及 SIMPLEC 算法对不同工况进行模拟,对比相应的流速分布和搅拌器中心所在平面的速度分量.结果表明:当搅拌器安放角度为-15°时,处理池内平均流速较高该工况下处理池内平均流速较高且搅拌器消耗的功率较小.通过分析搅拌器安放位置中心横断面的速度分量发现,经过搅拌器的水体呈现螺旋状向流向方向发展;在直角坐标系中3个方向速度分量各不相同.在搅拌器安放角度为-15°时,水体流速在轴y,z分量较大且不与墙体冲突.因此,在实际应用中适当改变搅拌器的安放角度,可以有效改善水体循环流动,优化搅拌器的搅拌效果,研究结果可为潜水搅拌器的实际工程提供参考.     

湿帘风机降温系统安装高度对降温效果的影响

针对夏季温室内气温的垂直梯度大于10℃的问题,进行了湿帘风机安装高度对降温效果影响的对比试验。试验结果表明:对于冠层高度不超过2m的低矮作物,普通安装高度(湿帘高0.9m、风机高0.5m左右)时,中、下层温度分别在30℃和28℃左右,可以满足作物生长发育的温度要求;但对于番茄等植株高大的作物,其冠层常达到温室上层的高温区(34~35℃),适当提高安装位置(湿帘高2m、风机高1m左右),使得风机的流速场高于植株冠层顶部0.5m左右,使作物冠层的空气温度只有29~31℃,气温的垂直梯度只有4℃左右。     

寒冷地区畜禽粪便沼气发电工程典型案例分析

文章从工艺流程、技术参数、运行状况以及效益分析等方面对宁夏灵农畜牧发展有限公司养猪场内沼气工程进行了技术分析。结果表明,通过全混式厌氧发酵(CSTR)两级工艺,每天可消纳TS为6%的粪污39 m3,产气700 m3,发电1050 kWh,有机肥(沼液和沼渣)39 t。运行表明,采用太阳能耦联沼气锅炉联合增温的方式可解决寒冷地区冬季低温下沼气工程的正常运行问题,该项目的成功对沼气工程在宁夏等寒冷地区的推广应用以及宁蒙灌区畜禽粪便面源污染的控制具有重要的示范效应。     

沼液对黄瓜种子发芽和苗期生长的影响

文章对不同浓度的沼液浸种及喷施对黄瓜生长的影响进行了研究,发现低浓度沼液的浸种能促进黄瓜的发芽,高浓度的沼液抑制黄瓜种子的发芽,最适的浸种浓度在0.5%～2.5%之间。沼液经过不同的处理后抑制作用有一定程度的消除,较高浓度沼液经高温灭菌、离心或调节pH值后种子的发芽率均比相应浓度的原沼液高,但抑制效果还不能完全消除。利用沼液进行苗期喷施,以浓度为20%的沼液对黄瓜苗期的株高、茎粗和生物量促进作用最好,研究结果还发现喷施适合浓度的沼液对抗性相关的苯丙氨酸解氨酶(PAL),过氧化物酶(POD),多酚氧化酶(PPO)具有很好的促进作用,表明沼液除了具有促进种子发芽、苗期生长的作用外,还具有提高黄瓜系统抗性的作用。     

响应面法优化生物炭与牛粪混合厌氧发酵工艺

为了提高厌氧发酵产气效率,在单因素试验基础上,采用响应面法对厌氧发酵工艺参数进行优化,通过Box-Behnken中心组合试验设计,以厌氧发酵产气量为响应值,研究发酵温度、总固体浓度和生物炭添加量3个因素对厌氧发酵的影响,建立相关数学模型,并进行试验验证。结果表明:3个因素对厌氧发酵产气效率的影响均达到显著水平,最优工艺条件为发酵温度41℃,总固体浓度8.9%,水稻秸秆炭7.9%,在此工艺条件下,厌氧发酵产气量达到2735 mL±37 mL,与预测产气量2693 mL,两者偏差在2.0%以内。因此,所建模型能较好地用于生物炭与牛粪混合厌氧发酵产气量的预测。     

农作物秸秆浸泡水解产沼气试验

通过对不同秸秆水解浸泡和厌氧产气的小试测得的数据结果进行分析研究,结果标明,稻秆和麦秆都是适合产沼气的原料,并得出了秸秆产沼气工程应用的设计参数.每千克l厘米大小的干稻秆可析出0.51kg的CODcr,产沼气0.25 m3;每千克3厘米大小的于稻秆可析出0.27 kg的CODcr,产沼气0.14 m3;每千克3厘米大小的干麦秆可析出0.33 kg的CODcr,产沼气0.17 m3.     

环流风机布置对温室内流场影响的CFD模拟

为了解大肩高连栋玻璃温室夏季机械通风时室内流场分布,提高机械通风的降温效果,建立了6m肩高温室机械通风工况下的CFD模型,并对模拟结果进行了试验验证,结果表明:模拟值和试验值的最大相对误差为6. 70%,平均相对误差为2. 87%,显示CFD数值模型有效。在CFD模型基础上,进一步对不同环流风机布置下机械通风的降温效果进行了分析,结果表明:使用环流风机可提高机械通风的降温范围,在湿帘风机方向上实现气流的"接力",温室作物冠层南北温度差减小0. 5℃,32℃以下区域增加了20%;在环流风机安装方向上,不同横向截面上反向布置时室内冷热空气混合更好,室内温度分布更加均匀。     

强化堆料径向流动好氧堆肥反应器设计及性能

堆肥过程中物料存在混合不均、曝气不充分及发酵不彻底等问题,制约了有机物料有效生物转化。为此,研制了一种新型桨式曝气搅拌堆肥反应器。装置内的上、中、下层内设6个附有桨叶的搅拌桨,每个桨叶表面安置径向拨片,可有效增加堆肥物料的径向流动,从而使物料与空气充分接触。以牛粪、秸秆、麦麸与沼液为原料进行批式好氧堆肥试验,结果表明:该堆肥反应器可有效实现搅拌、曝气通风同步进行功能;罐体内堆料各层维持50℃以上天数分别达到6.8、5.6、3.9天;各层物料种子发芽指数(GI)均值达到91.03%,可有效地实现混合物料堆肥无害化目标。     

生物质燃气冷热电联供系统性能分析

为提高能源的利用效率,缓解传统能源短缺及其利用过程中带来的环境问题,设计了一种以内燃机为驱动装置的生物质燃气冷热电联供系统,对其能量流程进行了分析,并以北京市某面积为10 000 m2的宾馆为例,对该系统在热跟随和电跟随两种运行模式下的设备选型、燃料消耗量和补电量以及能效、经济和排放性能进行了分析比较。通过比较可知,联供系统在电跟随模式下比在热跟随模式下的一次能源利用率高4.3%,缩短投资回收期1.4年,但少减排254.9 t CO2。因此,该生物质气冷热电联供系统在热跟随模式下的环境效益较好,在电跟随模式下的能源效益和经济效益更佳。     

高有机负荷下UASB及UBF处理垃圾渗滤液效果对比

在（38±2）℃条件下，分别采用UASB和UBF厌氧反应器技术对生活垃圾渗滤液进行处理。结果表明:在厌氧运行过程中，有机负荷提升至15 kg COD（m3·d），HRT为5 d，UASB厌氧反应器原料产气率为25.4~29.6 m3t，COD去除率高于94%，容积产气率为5.77~6.02 m3m3，CH4含量70%以上，pH值为7.21~8.25；UBF厌氧反应器原料产气率为22.7~25.4 m3t，COD去除率高于90%，容积产气率为4.99~5.60 m3m3，CH4含量66%左右，pH值为7.29~8.01。UASB厌氧反应器处理生活垃圾渗滤液效果优于UBF厌氧反应器。