河水滴灌重力沉沙过滤池的清水流场模拟

为研究河水滴灌重力沉沙过滤池的水力特性及流场变化情况,采用多孔介质模型、κ-ε模型及VOF多相流模型对其进行了数值计算,并将计算结果与物理模型实测数据进行了对比,发现数值计算结果与物理模型结果吻合较好,说明采用的耦合模型具有一定的准确性和可靠度,并采用该耦合模型对沉淀池内水深方向的流速分布规律和流场进行了分析。结果表明,水流流速沿水深方向上的分布规律包含流速迅速增加和流速恒定2个阶段;沉淀池中存在横向水流流动和环形漩涡,并在尾部形成回流现象,不利于泥沙沉降,其结构有待进一步优化。     

两种新型分离鳃沉淀池沉淀试验及沉降效果研究

采用试验方法分别对封闭式与敞开式分离鳃沉淀池进行静水和动水的水沙分离沉降试验,发现两种沉淀池在静水沉淀时出水浊度随时间变化可分为浊度迅速减小阶段和浊度缓慢减小阶段;在动水沉降时,水力负荷对浊度变化有很大的影响,水力负荷愈小出水浊度值愈小,当水力负荷达到一定值时两种沉淀池里的分离鳃将失去作用,与普通沉淀池处理效果相同;但总体上封闭式分离鳃沉淀池的净水效果优于敞开式分离鳃沉淀池。     

倒虹吸管身段压强数值模拟研究

通过采用标准k~ε模型模拟湍流,对小洼槽大型倒虹吸管身段在不同流量下进行三维流场数值模拟,并将Q=12.00m3/s和Q=14.00m3/s两种情况的倒虹吸管身段压强值与原型观测数据进行对比分析,结果表明数值模拟和模型试验资料基本吻合,为小洼槽倒虹吸运行管理提供理论依据。     

最佳鳃片倾斜角下分离鳃内部流场的数值模拟

采用均匀试验设计理论对鳃片倾斜角α与β进行数值模拟方案的设计,通过采用Fluent软件中的欧拉模型,以鳃片3上表面的泥沙速度作为考核指标,对不同鳃片倾斜角下的分离鳃速度流场进行模拟。运用投影寻踪回归分析法(PPR)对数值计算结果进行了分析,得出鳃片β倾斜角对分离鳃水沙分离效果影响是最大的,其次是鳃片α倾斜角的影响;当鳃片倾斜角的组合为α=60°与β=45°时,分离鳃中的速度流场有利于水沙的快速分离且水沙分离效果最佳。     

新疆奎屯河流域地下水砷超标原因分析

新疆奎屯河流域是我国大陆第一个地方性砷中毒的区域,然而在人类活动与自然条件下,对该区地下水砷超标的原因未得到清楚的解释.通过2017年在研究区采集地表水、地下水样品51组,分析了主、微量元素组分;2019年在典型的高砷区钻井2个孔,采集沉积物样品44组,分析了粒径、化学成分.结果表明,研究区地下水砷浓度范围为10～88...     

含沙量对分离鳃的水沙分离影响试验

为研究含沙量对分离鳃水沙分离效果的影响,通过对分离鳃与普通管进行9组不同含沙量的静水沉降试验,运用粘性颗粒的沉降特性分析了含沙量与沉速的关系。结果表明,含沙量对泥沙沉速影响很大,含沙量越大,泥沙下沉相同距离时所需的沉降时间越长,泥沙的沉速越小;在同一含沙量下分离鳃的沉速始终大于普通管沉速,当含沙量为10~80 kg/m3时,分离鳃沉速更大,水沙分离效果最佳。     

分离鳃最优鳃片间距的静水沉降试验

为了研究分离鳃的鳃片间距对水沙分离效果的影响,在分离鳃和普通管中进行了4组不同含沙量、7种不同鳃片间距的静水沉降试验,运用浅层沉淀理论对不同鳃片间距的分离鳃水沙分离性能进行了分析。试验结果表明:分离鳃的水沙分离效果好于普通管的,不同鳃片间距的分离鳃泥沙平均沉降速度为普通管的1.40～3.25倍;分离鳃的鳃片间距越小,分离鳃的泥沙沉降速度就越大,反之亦然;5～15cm的鳃片间距对清水层厚度和泥沙沉降速度影响最大,同时考虑制作分离鳃的经济性和工艺难易程度,鳃片间距宜为10cm。     

不同滤网条件的微压过滤冲洗池过滤性能研究

为探讨微压过滤冲洗池采用不锈钢和腈纶滤网作为过滤元件的过滤性能,以过滤时间、拦截泥沙质量及泥沙去除率为评价指标,在水流含沙量为0.66 kg/m³和流量为5.0 m³/h条件下分别开展了物理模型试验。试验结果表明：在水箱水深变化方面,腈纶滤网存在水深恒定、水深快速增加及水深急速增加3个过滤阶段,而不锈钢滤网没有水深急速增加阶段;两种滤网的水深恒定时间相差不大,但不锈钢滤网的过滤时间略大于腈纶滤网;腈纶滤网拦截泥沙质量大于不锈钢滤网,且腈纶滤网能拦截到更小粒径的泥沙;腈纶和不锈钢滤网的泥沙去除率分别为61.10%～83.50%和44.00%～62.05%,前者是后者的1.35～1.42倍。综合考虑各项指标认为腈纶滤网更适用于微压过滤冲洗池,试验成果可为微压过滤冲洗池的深入研究提供理论依据和技术支撑。     

河水滴灌重力沉沙过滤池物理试验研究

农业高效节水技术在新疆地区发展很快,但作为主要供水水源的地表水含沙量较高,影响了该技术的广泛推行。为此,需要研究能有效处理地表水泥沙、满足滴灌水质要求、投资相对较少的除沙装置,河水滴灌重力沉沙过滤池比较好地解决了这一问题。以河水滴灌重力沉沙过滤池为研究对象,通过物理试验研究沉淀池长25 m,侧向溢流堰长分别为5、3、2 m的沉沙过滤池除沙效果,结果表明:在沉淀池长25 m的工况下泥沙总处理效率可达50%以上,侧向溢流堰长度选取3 m比较合适,满足出池水质要求的进口最大含沙量约为1.5 kg/m~3。     

直冲洗网式过滤器的流场模拟及结构优化

针对直冲洗网式过滤器在实际应用中无法将黏附在滤网内表面泥沙冲洗干净的问题,提出结构优化方案,即在保持滤网面积不变的前提下,将滤网形状做成渐缩式。采用Fluent软件,分别对圆筒式和渐缩式网式过滤器在过滤和冲洗条件时的清水流场进行模拟。结果显示,数值模拟和现场测试的水头损失和排污压强的相对误差分别为6.04%、4.03%,采用的多孔阶跃模型和Realizableκ-ε模型,具有较高的准确性;圆筒式和渐缩式网式过滤器在过滤时流场分布相似,但渐缩式网式过滤器在直冲洗时能明显提高滤网内部及滤网内表面的流速,从而将滤网内表面冲刷得更干净,缩短了冲洗时间,降低了冲洗频率,减小了耗水量。该结果为过滤器后续的研发奠定了基础。