基于FLUENT对气升式循环池的数值模拟及试验研究

基于FLUENT对气升式循环池的数值模拟及试验研究
基于FLUENT对气升式循环池的数值模拟及试验研究
摘要
气升式循环池是一种常用于污水处理、水质调控和废水资源化利用等领域的设备，其内部流场的结构与特性对于其处理效能具有重要影响。

本研究基于计算流体力学软件FLUENT，通过
数值模拟和实验研究的方法，对气升式循环池的内部流场进行了深入研究。

结果表明，气升式循环池中底部进气装置的设置及排气装置的形式对其内部流场的特性有较大影响，通过合理设置这些装置，可以提高气升式循环池的处理效能与操作稳定性。

关键词：气升式循环池；流场；计算流体力学；数值模拟；试验研究
1.引言
气升式循环池是一种常用于水处理和废水处理工程中的设备，其通过注入气体使水和气混合起来，并产生塌陷和重新升至液面的循环流动。

在这个过程中，污染物被气-液界面上的气泡
吸附，然后随着气泡从水中脱附，并通过流体的混合将其带到液面上。

因此，气升式循环池中的流场结构与特性对其处理效能的影响至关重要。

2.研究方法
本研究采用数值模拟和实验研究相结合的方法，对气升式循环池的内部流场进行了深入研究。

数值模拟是基于计算流体力学软件FLUENT进行的，采用了二维轴对称的模型。

实验研究是
通过搭建实际设备并进行实际操作来验证和验证数值模拟结果。

3.数值模拟结果分析
通过数值模拟，我们得出了气升式循环池的内部流场分布及气泡运动轨迹。

结果表明，在底部进气装置的设置中，设置不同数量和不同位置的进气口对于气升式循环池的内部流场有着显著影响。

同时，在排气装置的形式上，不同的设计也对气泡的运动轨迹和液面上污染物的分布产生了影响。

4.实验研究结果验证
通过搭建实际设备并进行实际操作，我们对数值模拟结果进行了验证和验证。

结果表明，数值模拟结果与实验结果吻合较好，验证了数值模拟方法的可行性和准确性。

5.结论
通过数值模拟和试验研究，我们对气升式循环池的内部流场进行了深入研究。

结果表明，底部进气装置的设置及排气装置的形式对气升式循环池的内部流场特性有较大影响。

合理设置这些装置可提高气升式循环池的处理效能和操作稳定性。

数值模拟和实验研究方法的相结合为气升式循环池的优化设计和性能研究提供了有效手段。

综合数值模拟和实验研究的结果表明，底部进气装置的设置和排气装置的形式对气升式循环池的内部流场特性产生重要影响。

不同数量和位置的进气口可以显著改变流场分布。

而排气装置的不同设计则会影响气泡的运动轨迹和液面上污染物的分布。

实验结果与数值模拟结果吻合较好，验证了数值模拟方法的可行性和准确性。

综上所述，合理设置底部进气装置和排气装置可以提高气升式循环池的处理效能和操作稳定性。

本研究结果为气升式循环池的优化设计和性能研究提供了有效手段。