潛水?dāng)嚢铏C(jī)是生物法污水處理中一項(xiàng)重要的污水處理工藝,在日常生產(chǎn)中受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。在污水處理過程中,常用的耗能設(shè)備有風(fēng)機(jī),水泵和潛水?dāng)嚢铏C(jī),潛水?dāng)嚢铏C(jī)是其中一種重要的污水處理設(shè)備,其工作原理是通過攪拌污水使活性污泥與污水充分發(fā)生生化反應(yīng),阻止生物池內(nèi)活性污泥沉積現(xiàn)象出現(xiàn),而潛水?dāng)嚢铏C(jī)的葉輪性能直接影響水質(zhì)達(dá)標(biāo)與否。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪的研究?jī)H限于葉輪葉片數(shù)、葉輪直徑等外型特征方面,關(guān)于潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪葉片翼型方面的研究鮮有成果,與此同時(shí),國(guó)內(nèi)尚缺乏一套比較有效的潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪葉片的水力設(shè)計(jì)方法。因此,對(duì)潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪葉片翼型以及水力設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入的研究在潛水?dāng)嚢铏C(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的應(yīng)用發(fā)揮著重要作用,并為污水處理行業(yè)提供了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和節(jié)能動(dòng)力。

適用范圍

攪拌機(jī)可在下列條件下正常連續(xù)運(yùn)行：

1. 介質(zhì)溫度不超過40℃

2. 介質(zhì)的PH值在5~9之間

3. 液體密度不超過1150kg/m3

4. 長(zhǎng)期潛水運(yùn)行，潛水深度一般不超過20m

性能特點(diǎn)

1. QJB型攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、安裝檢修方便、使用壽命長(zhǎng)。

2. 葉輪具有的水力設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，工作效率高，后掠式葉片具有自潔功能可防雜物纏繞、堵塞。

3. 與曝氣系統(tǒng)混合使用可使能耗大幅度降低，充氧量明顯提高，有效防止沉淀。

4. 電機(jī)繞組絕緣等級(jí)為F級(jí)，防護(hù)等級(jí)為IP68，選用進(jìn)口軸承和電機(jī)防凝露裝置

5. 兩道機(jī)械密封，材質(zhì)為碳化鎢，所有緊固件均為不銹鋼材質(zhì)

本文研究?jī)?nèi)容和成果具體如下:

1.建立多面體網(wǎng)格與棱柱層網(wǎng)格結(jié)合的網(wǎng)格模型。在標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型的基礎(chǔ)上,對(duì)潛水?dāng)嚢铏C(jī)進(jìn)行了定常數(shù)值模擬,并通過推力試驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的正確性。以此得到了潛水?dāng)嚢铏C(jī)的數(shù)值計(jì)算方法,為本文的研究奠定基礎(chǔ)。

2.提出利用軸流泵的水力設(shè)計(jì)方法—流線法對(duì)潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪進(jìn)行設(shè)計(jì),并以此設(shè)計(jì)得到一款初始潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪的三維水力模型,基于CFD研究方法和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形檢驗(yàn)池對(duì)其攪拌效果和在軸流泵安裝形式下的外特性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,攪拌效果尚佳,但仍需優(yōu)化。

3.提出了將軸流泵設(shè)計(jì)中速度環(huán)量分布優(yōu)化方法應(yīng)用到潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪的翼型優(yōu)化當(dāng)中,并得到了環(huán)量分布和葉翼型進(jìn)出口安放角的關(guān)系。

4.基于速度環(huán)量分布優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)初始潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪水力模型的翼型進(jìn)行優(yōu)化,得到了一系列的進(jìn)出口安放角不同的三維水力模型,并基于CFD研究方法和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形檢驗(yàn)池,對(duì)其進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,統(tǒng)計(jì)環(huán)量分布以及各個(gè)水力參數(shù),終得到攪拌效果佳情況下的環(huán)量分布曲線。5.基于優(yōu)環(huán)量分布曲線,對(duì)已有的潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),據(jù)CFD后處理結(jié)果顯示,經(jīng)過優(yōu)化后的已有的潛水?dāng)嚢铏C(jī)的攪拌效果顯著變強(qiáng),驗(yàn)證了該速度環(huán)量分布曲線的準(zhǔn)確性。