曝气条件对等温层曝气器水力性能的影响

摘要：

等温层曝气器内表观水流速度直接影响等温层曝气的充氧效果,针对表观水流速度难以准确计算的普遍问题,系统分析了曝气室内气水两相流运动所受的驱动能量与损失能量,提出了尾涡和顶部能量损失的无量纲表达式,建立了曝气室内水流的一维水动力学模型,以及基于MATLAB真域算法的模型求解方法.采用美国Prince湖等温层曝气器的实际运行数据,对该模型进行了验证,表观水流速度的预测误差在±8%以内,明显低于现有预测误差±20%.当曝气孔直径为2.6mm、曝气量从0.018m3/h增加到0.063m3/h时,曝气室内表观水流速度随曝气量的增加而增加;当曝气量固定,曝气孔直径从2.6mm减小至0.26mm时,表观水流速度随曝气孔直径的减小而增加,而当曝气孔直径进一步减小至 0.026mm 时,表观水流速度基本不受影响.计算了不同条件下的驱动能量和各项损失能量,揭示了引起表观水流速度变化的内因.建立的水动力学模型可用于指导等温层曝气器的设计和优化.

关键词：分层水环境、等温层曝气、表观水流速度、模型、曝气量、气泡直径

所属期刊栏目：35

分类号：X524(水体污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金面上项目51178379;教育部高等学校博士点专项科研基金20106120120012;陕西省科技统筹创新工程计划项目2015KTCL-03-15;国家科技支撑计划课题2012BAC04B02;人力资源和社会保障部留学人员科研择优资助项目DB03153

在线出版日期：2015-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2698-2705