导读:本文包含了曝气两相流论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:两相,曝气,数值,滤池,模型,水力,速度。
曝气两相流论文文献综述
刘嘉伟[1]（2019）在《倒伞曝气机内气-液两相流机理及优化设计研究》一文中研究指出本文的研究是在国家自然科学基金(51879122)的资助下开展的。倒伞曝气机作为曝气充氧设备,是污水处理中的重要耗能设备。倒伞曝气机内流场涉及旋转自由液面、自掺气、水跃、卷吸、气泡聚并及破碎等复杂两相流问题,其气-液混合流态直接决定了整个污水处理系统的效率和稳定性。开展倒伞曝气机不同工况下气-液两相流试验,构建适合倒伞曝气机内流特点的气-液两相计算模型,揭示其内部气-液两相流规律,掌握提升曝气效率的优化设计方法,不仅能为倒伞曝气机气-液两相的研究提供理论基础和技术支持,还能为其他曝气设备的优化设计提供参考。本文采用理论分析、数值计算和试验相结合的方法,围绕倒伞曝气机内复杂两相流问题,对内流特性、气泡特征提取、气-液两相流计算模型等进行了系统深入研究,并对倒伞曝气机优化设计方法进行有益探索。主要工作和研究成果如下:1.开展倒伞曝气机溶解氧浓度和PIV试验研究,掌握了不同运行工况下充氧曝气性能及内流规律。试验结果表明:浸没深度一定情况下,标准氧总转移系数随转速增大线性增大;转速一定情况下,标准氧总转移系数随浸没深度下降呈现先增大后减小的趋势,在浸没深度为-5mm时标准氧总转移系数最大。环流漩涡的存在有助于浅层与底层水体充分混合,加速氧传质过程,增大曝气效率。2.气泡的尺寸及分布规律等气泡特征参数对气含率和气-液两相流场有着重要的影响,而倒伞曝气机内存在气泡重迭黏连、反光等现象,无法直接通过高速摄影试验结果准确地提取气泡特征参数。本文从中值滤波、分水岭分割处理、二值化与特征提取等环节出发,提出一种图像处理方法,实现了气泡特征参数的有效提取。首先通过中值滤波对原始图像进行去噪处理,有效地过滤受脉冲噪声影响产生的亮暗点;其次,针对“气泡群”被错认为“连通域”的问题,采用分水岭分割处理对灰度进行有效识别,将气泡聚集区分割成易识别的细小气泡;通过确定合理的二值化阈值,增加了气泡辨识度,实现了气泡与背景的有效分割。结果表明,该方法能够有效提取气泡尺寸及分布规律。气体受水跃及卷吸作用下进入水体,产生不同尺寸的气泡,气泡在倒伞曝气机附近呈现叁角形分布。浸没深度0mm时气泡尺寸在0~1.59mm之间,其中0~0.53mm气泡占比40~67%,0.53~0.88mm气泡占比21~31%,0.88~1.23mm气泡占比约8%,1.23~1.59mm气泡占比约5%。随着转速增加,气泡数量与气含率均呈上升趋势,随着浸没深度降低,两者均呈先上升后下降的趋势。3.采用单一气泡尺寸的倒伞曝气机内气-液两相流模拟,忽视了气泡之间的相互作用以及气泡聚并与破碎对内流的影响,故无法准确揭示倒伞曝气机内真实流动情况。本文综合考虑多相流模型、群体平衡模型、气泡破碎聚并模型和k_La传质方程,并在计算时赋予与试验相同的气泡特征参数,建立了一种适用于倒伞曝气机内流特点的气-液两相流计算方法。研究结果表明:界面面积模拟值与试验值偏差为12%,氧总转移系数模拟与试验值偏差小于3%,与试验的吻合度较高。气泡的聚并行为会造成的速度损耗,而水跃和卷吸作用会促使环流旋涡形成,随着环流漩涡的影响,卷吸的气体逐渐向底部运动,并由于倒伞曝气机搅拌作用完成气液混合。4.建立一种基于试验设计和响应面的倒伞曝气机充氧性能优化设计方法。以叶片数、幅板倾斜角度、幅板间隙开度叁个参数作为设计变量,以标准动力效率最高为目标,构建主要结构参数与目标的多元回归响应面模型,分析响应参数的交互作用,确定优化标准动力效率的最优参数组合,并通过数值模拟和实际的试验测试对优化结果进行对比验证。结果表明:优化后标准氧总转移系数提升1.59%,标准动力效率提升4.09%。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-05-01）
魏文礼,娄威立,李盼盼,刘玉玲[2]（2019）在《倒伞形表面曝气搅拌槽内气液两相流的模拟研究》一文中研究指出运用CFD方法、RNG k-ε湍流模型以及多参考系法,在搅拌器内对单个表面曝气装置加以5.23rad/s的角速度旋转的气液两相混合液的水力特性进行数值模拟计算,模拟的曝气装置是由八个叶片单元组成的倒伞形转轮装置,旨在分析和研究该表面曝气搅拌槽内的总体和局部含气率的分布特征以及流场特性。模拟结果表明:搅拌器内的流场呈对称分布,不同位置处的含气率在轴向上的变化规律几乎完全一致,在径向上的变化规律也保持很好的一致性、只有转轮所在区域处含气率沿径向的变化有细微差异。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2019年04期）
杨亚红,刘林刚,招扬,朱天旭[3]（2018）在《基于PBM模型的微孔曝气氧化沟气液两相流分析》一文中研究指出为了有效减少氧化沟内污泥沉积,了解其流场特性,对微孔曝气氧化沟进行模拟,模拟中引入群平衡模型(PBM),并验证了PBM模型应用在微孔曝气领域的可行性,在此基础上,建立CFD-PBM气液两相流模型,对微孔曝气氧化沟工艺的气液两相流进行Fluent模拟分析,考察了氧化沟内流速、气含率等流体力学行为.结果表明:耦合模型所得的流速值大于传统模拟结果但更接近于实际流速,其平均相对偏差分别为±8.0%,±8.5%,且收敛稳定.由于将定义一组不同直径的气泡,且考虑到气泡的聚合破碎作用,对泥水混合情况的模拟更符合微孔曝气的特点.在此基础上,建立氧化沟模型进行模拟.结果显示,PBM模型可以考虑到气泡直径微小不一的特点和气泡上升过程的聚合破碎作用,流体混合效果明显,与推流器相结合,不易出现污泥淤积的现象,泥水能够充分混合.(本文来源于《排灌机械工程学报》期刊2018年07期）
熊长川,李卫星,邢卫红[4]（2017）在《柱式膜组件曝气过程的气液两相流模拟》一文中研究指出采用欧拉模型与多孔介质模型对柱式膜组件的曝气过程中气液两相流进行了计算模拟,研究了曝气量、曝气孔数目以及相对位置对膜组件的气液两相分布、流体湍流黏度、液体速度场的影响,模拟数据与实验数据吻合良好。研究结果表明:随着曝气孔数目增加与相对位置均匀排布使得膜组件内气液两相分布更加均匀;湍流黏度随着曝气量增大而增大,当曝气量达到5 m~3×h~(-1)时,湍流黏度不再增加;随着曝气孔数目增加与相对位置的均匀排布使得液体形成较多涡流流动与循环流动。增加曝气孔数目与优化曝气孔相对位置能够有效提高组件内部流场的均匀分布,有利于膜丝的清洗。(本文来源于《高校化学工程学报》期刊2017年05期）
王蒙,孙楠,王颖,程文[5]（2016）在《曝气池中气液两相流速度场分布的实验研究与数值模拟》一文中研究指出气液两相流广泛存在于水利工程、废水处理等领域,其在气液装置中的流型流态及速度场分布可直接影响装置运行效能。本文采用实验研究与数值模拟相结合的方法,对圆柱形气液装置进行PIV实验,获得了准确的气液两相流气相速度场分布;在充分考虑湍流、曳力、升力、湍流分散力等作用下,采用欧拉-欧拉双流体模型和气泡群平衡模型对气液两相流流场进行了数值模拟,并将模拟结果与实验结果进行验证,所得结果误差控制在10%左右。结果表明,本文提出的模拟方法在气液两相流模拟中能够得到较准确的两相流动规律和速度场分布情况。(本文来源于《水利学报》期刊2016年10期）
魏文礼,李盼盼,白朝伟,刘玉玲[6]（2015）在《曝气池内气液混合液两相流力学特性的数值模拟》一文中研究指出采用欧拉-欧拉多相流模型和标准k-ε湍流模型对曝气池内气液两相流力学特性进行数值模拟研究。速度与压力的耦合求解采用了Phase-Coupled-SIMPLE算法。对中心截面(y=0.025 m)在(z=0.71 m)测线上垂向速度的模拟值与实验值进行比较分析,结果吻合较好。结果表明:当表观气速较小时,进口气速对曝气池上方混合液的垂向速度影响较小;当表观气速较大时,整个曝气池中心截面(y=0.025 m)呈现中心垂向速度大,靠近两侧边壁的垂向速度小,且为负值的规律。并且发现气泡在上升的过程中由于附壁效应容易产生摆动,表观气速越大,附壁效应越明显。通过对曝气池内不同气体速度下池内力学特性的分析研究,以期对曝气池的设计运行提供参考。(本文来源于《水资源与水工程学报》期刊2015年06期）
杜向润,孙楠,王蒙[7]（2015）在《基于PIV测量技术的变曝气量下气液两相流速度场研究》一文中研究指出粒子图像测速技术(PIV)作为一种无扰的全流场速度测量手段,在多相流研究领域具有较高的学术意义和实用价值。本研究针对曝气过程中的复杂气液两相流动,使用高速摄影机获取气液两相流流场的高帧图像,再通过图像预处理手段及PIV测速算法得到气液两相流速度场信息,并对不同工况下气液两相流的流态流速规律进行了研究分析。本文提出的图像预处理方案,通过采用图像的运动目标分割、降噪与反相等手段进行图像预处理,可以有效地减少后续速度场计算中的信息量及误差。研究结果为工业生产过程中有效提高曝气效率提供了重要的参考依据。(本文来源于《水利学报》期刊2015年11期）
黄健光,钟理[8]（2015）在《循环曝气生物滤池空气-水两相流数值模拟研究》一文中研究指出采用计算流体动力学和FLUENT软件模拟了循环曝气生物滤池中空气和水两相以不同的体积流量比接触时水中溶解氧的浓度分布和滤池内循环水的流动状况。模拟结果表明,随着qV(空气)∶qV(水)的增大,溶解氧在水中分布更加均匀,水中溶解氧的平均浓度也不断上升,但增速逐渐变小,当qV(空气)∶qV(水)>24∶1时变化已不明显;循环水的流速随着qV(空气)∶qV(水)的增大而上升,循环流量可以达到进水量的20倍以上;生物滤池填料层中水的流动状态为层流,曝气筒中水的流动状态为湍流,既有利于强化气液两相的传质,也有利于废水生物降解和提高系统抗冲击能力。(本文来源于《化工科技》期刊2015年04期）
王丽杰[9]（2014）在《曝气生物滤池气液两相流数值模拟及脱氮实验研究》一文中研究指出曝气生物滤池作为一种优良的污水处理工艺，具有较好的脱碳、脱氮性能。为提高其运行效率，国内外学者做了大量的实验、模拟及工程研究，但对于池内流场形态的实验及理论分析较少，整体宏观流场的数值模拟不能很好的解释反应器内氧传质机理，缺乏污泥形态与脱氮效能相互关系的研究。为此，本课题通过对颗粒间小尺度下流场形态的数值模拟来探究氧传质机理；搭建实验进行同步硝化反硝化脱氮性能研究，分析不同运行条件下的去除效果；观察不同溶解氧环境下污泥形态的差异，并对污泥进行干燥和灼烧处理，分析不同形态的污泥内有机质含量。使用Fluent软件，选择Eulerian模型及标准k双方程湍流模型对曝气生物滤池颗粒间小尺度下流场形态进行气液两相流模拟。选择颗粒粒径及颗粒间空隙两个参数，分析不同参数下流场的流线、速度矢量、压力分布及湍流强度的变化。通过流场形态分析得出颗粒粒径为3mm、颗粒间空隙为0.5mm时的流场形态最有利于反应器内气液混合及氧传质过程进行。为验证滤料粒径对池内流场形态数值模拟结果的正确性，对比相同运行条件下3种不同粒径的挂膜速度，发现粒径为3mm时挂膜速度最快，与模拟结果一致。在挂膜启动实验中，COD和NH4+-N去除效果的趋势趋于一致，去除率都是先持续上升，后保持稳定。曝气生物滤池脱碳、脱氮效能与运行参数有密切关系。随着水力停留时间的延长，COD、NH4+-N及TN的出口浓度逐渐降低。气水比主要通过溶解氧浓度影响系统运行效能，过小或过大都不能达到最好的去除效果。对比分析反应器底部及中间污泥形态及有机质含量，发现污泥形态及有机物含量与溶解氧含量及反应过程有很大关系。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-07-01）
李肖松[10]（2013）在《曝气生物滤池固液两相流数值模拟及实验研究》一文中研究指出我国工业化和城市化进程的快速发展过程中产生了越来越多的工业废水和生活污水。为了解决日益严重的污水处理问题不仅需要建设更多的污水处理厂，更需要高效的污水处理方式。曝气生物滤池作为一种近年来发展起来的高效的深度污水处理设备得到了广泛的应用。然而传统的曝气生物滤池中滤料处于固定状态，运行过程中存在容易发生堵塞、生物膜老化以及反冲洗频率高等问题。为了解决这一问题，本文中结合曝气生物滤池本身特点提出了一种流化态曝气生物滤池。即通过选用合适的运行参数使滤料处于流化状态，增大流场的湍动强度以利于滤料表面老化生物膜的脱落和更新，同时悬浮物质也不会在滤料层堆积堵塞，从而保证了曝气生物滤池稳定和高效地运行。为了使滤料处于合理的流化状态，本文使用计算流体力学方法，采用欧拉-欧拉双流体模型和k-ε湍流模型模拟了曝气生物滤池滤料颗粒和污水两相的运动状况，研究了不同污水进口速度、滤料密度、滤料粒径以及滤料初始填充高度条件下的流场、浓度分布、滤料轴向速度分布等，分析了这些参数的影响，并依据模拟结果选择了合适的运行参数。为了验证所提出的方法和选择的参数在曝气生物滤池污水处理过程中的实际效果，本文设计并搭建了小试试验台.依据模拟中所选参数进行实验，实验结果表明在所选择的参数下曝气生物滤池中的滤料处于稳定的流化状态，对不同浓度的人工污水COD的去除率可以稳定在80%以上，最高可以达到89.3%。与传统的固定滤料曝气生物滤池相比，在长期运行过程中COD去除率保持在一个较高的相对稳定状态，不会出现堵塞和生物膜老化的问题，节省了反冲洗过程，大大增大了曝气生物滤池运行的稳定性。实验证实了本文中所提出的方法的优势，也验证了数值模拟在曝气生物滤池两相流模拟和参数选择上的正确性和优越性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-07-01）
曝气两相流论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
运用CFD方法、RNG k-ε湍流模型以及多参考系法,在搅拌器内对单个表面曝气装置加以5.23rad/s的角速度旋转的气液两相混合液的水力特性进行数值模拟计算,模拟的曝气装置是由八个叶片单元组成的倒伞形转轮装置,旨在分析和研究该表面曝气搅拌槽内的总体和局部含气率的分布特征以及流场特性。模拟结果表明:搅拌器内的流场呈对称分布,不同位置处的含气率在轴向上的变化规律几乎完全一致,在径向上的变化规律也保持很好的一致性、只有转轮所在区域处含气率沿径向的变化有细微差异。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
曝气两相流论文参考文献
[1].刘嘉伟.倒伞曝气机内气-液两相流机理及优化设计研究[D].江苏大学.2019
[2].魏文礼,娄威立,李盼盼,刘玉玲.倒伞形表面曝气搅拌槽内气液两相流的模拟研究[J].系统仿真学报.2019
[3].杨亚红,刘林刚,招扬,朱天旭.基于PBM模型的微孔曝气氧化沟气液两相流分析[J].排灌机械工程学报.2018
[4].熊长川,李卫星,邢卫红.柱式膜组件曝气过程的气液两相流模拟[J].高校化学工程学报.2017
[5].王蒙,孙楠,王颖,程文.曝气池中气液两相流速度场分布的实验研究与数值模拟[J].水利学报.2016
[6].魏文礼,李盼盼,白朝伟,刘玉玲.曝气池内气液混合液两相流力学特性的数值模拟[J].水资源与水工程学报.2015
[7].杜向润,孙楠,王蒙.基于PIV测量技术的变曝气量下气液两相流速度场研究[J].水利学报.2015
[8].黄健光,钟理.循环曝气生物滤池空气-水两相流数值模拟研究[J].化工科技.2015
[9].王丽杰.曝气生物滤池气液两相流数值模拟及脱氮实验研究[D].哈尔滨工业大学.2014
[10].李肖松.曝气生物滤池固液两相流数值模拟及实验研究[D].哈尔滨工业大学.2013
论文知识图
