沉淀池实际运行时与理想状态差距很大，除了水流状态和沉淀池构造，外界条件等也会对沉淀物去除的效率造成一定影响，从理论上对影响沉淀的因素进行分析可以总结为以下三点。实际情况下，斜管沉淀池水流处于紊流状态，而理论模型中对于水流速度的假设显然并不符合实际情况，水流在池深和池宽方向也有一定的分速度，由于脉动引起的细小涡体对悬浮物沉降产生的阻碍作 用会对颗粒沉淀产生不利影响。
  沉淀池中装置了斜管可使得沉淀面积增大，所增加的面积就是斜管（板）的水平投影面积，这样便能够大大地提高沉淀效率：同时，也大幅度的减小了颗粒的沉淀距离，安装斜管之前沉淀距离是池体的深度，安装斜管（板）之后便减小到两相邻斜管的垂直距离，从而使得沉淀时间较大程度的减少：在池中安装了斜管以后，水流从其中流过，由于水流经过的断面湿周变大，使得水力半径明显变小，在相同的流速下，可通过降低雷诺数来提高水流的稳定性，促进颗粒从水中分离。斜管沉淀池作为新兴沉淀技术的产物，存在着一定的特点。其优点表现为：，斜管的设计大大地增加了悬浮物的接触面积，节省沉淀时间，同10万方数据 章绪论 时也减小了水力半径，悬浮颗粒的沉淀条件得到优化，沉淀效率也大大提高。新设计的同向流斜板沉淀池沉淀负荷可以达到３０～５０ｍ３／１１?ｍ２，而平流式沉淀池的表面负荷一般仅为0.7～2.1ｍ３ｍ?ｍ２，因此单位面积产水量可以提高数倍至十几倍；第二，沉淀效率的大大提高使得沉淀池池体的容积可以大大缩小，同时也减少了占地面积，这对于地价昂贵、水厂面积扩大困难的地方十分有利；第三，适用于对已建沉淀池、澄清池的挖潜和改造，起到了提高设备供水能力和满足生产发展的作用。缺点主要表现为：，由于沉淀时间太短，造成该种沉淀池对浊度的适应性较平流式沉淀池差，维护管理也较平流池麻烦；第二，如果不安装机械装置来排泥的话会导致排泥变得非常麻烦；因此要经常排泥，维护管理操作工作量繁多；第三，斜管（板）耗费材料较多，老化后需要更换，其维修更换费用较高。

    沉淀池进出水口的设计对悬浮物去除效果有着较为重要的影响，斜管沉淀池配水区、清水区的设计对沉淀去除有一定的影响。斜管沉淀池的配水均匀性直接影响了它运行是否稳定。悬浮颗粒自身性质及外部条件 流体运动中，粒径较大的悬浮颗粒更利于被去除，悬浮颗粒在沉淀池中停留时间越长，絮凝作用越明显，越利于颗粒去除效率的提高：温度变化、风力作用、以及除泥设备扰动等因素都会使沉淀池的运行受到一定程度上的影响。

    为更实现对本课题的研究，确定课题的研究思路如下：１２ 万方数据 章绪论 １、前期准备：确定课题研究的内容、任务和意义，通过阅读大量的文献及书籍，掌握上向流斜管沉淀池的设计要素、运行机理、影响其运行效率的相关因素、该沉淀池的优缺点、以及当前研究存在的主要问题，系统学习ＣＦＤ软件的基本原理、使用方法及与软件相关的数学模型的使用条件； ２、建立模型：选择一个典型的给水厂上向流斜管沉淀池为例，并用绘图软件建立相关计算软件；建立相关的数学模型，确定求解的计算方法并选择与模型有关的参数； ３、模拟研究：对选定的影响参数制定研究方案，在建立的模型 基础上对其进行数值模拟计算，并得出结果。模拟结果的分析与处理：对数值模拟的结果进行分析研究，得出设计参数，为今后改善沉淀池内流态、提高沉淀池工作效率、改善沉淀效果提供理论依据。本文的研究方法如下： １、选择相应的模型进行模拟计算，对选用的数学方程加以验证，确定其准确性，以便用于模拟实际沉淀池的浓度场及流场。选取一个合适的上向流斜管沉淀池作为模拟实例，建立对应的浓度场以及流场数学模型，模拟流体在沉淀池内的运动状态以及悬浮颗粒具体的分布情况，并且利用相关理论对其进行对比分析。 ３、通过改变进水悬浮物颗粒直径的大小，来模拟斜管沉淀池在不同进水悬浮物颗粒直径的流场以及浓度场，结合沉淀池的出水效果得出沉淀池进水悬浮物颗粒直径对沉淀池沉淀效率的影响规律。

    通过改变斜管沉淀池配水区的高度，对不同配水区高度下斜管沉淀池的流场以及浓度场进行模拟计算，结合沉淀池的出水效果对研究结果进行分析总结，找出最适宜的沉淀池的配水区高度。通过改变集水槽的布置形式，对不同集水槽布置形式下斜管沉淀池的流场以及浓度场进行模拟计算，结合沉淀池的出水效果分析比较集水槽的布置形式对沉淀效率的影响，寻找出最为合适的集水槽布置形式分析比较，总结结果，提出更加合理的优化改进方案。课题模拟的流程 本课题是采用模拟计算软件对问题进行求解，模拟过程的具体求解步骤如下：建立相关的几何模型一生成计算网格一输入网格一检查网格一选择求解器一选择求解方程一确定流体物理性质一设置边界条件一给定计算控制参数一初始化万方数据 合肥工业大学硕士学位论文 流场一计算一检验结果一保存结果一后处理。ＣＦＤｌ３４１的理论基础及发展 研究流体运动规律的方法大致可分为三类：是以实验为研究手段的实验研究方法；第二是理论分析法，采用简单流动模型假设，得出某些问题的解析解；一种是数值模拟法。实验研究法耗费巨大，而理...如图所示，将沉降区分成，1个浅层沉降单元，每层的高度为h＝Ｉ－ｆｉｎ，当流量Ｑ在一定的情况下，颗粒的沉降深度就会相应的减小，由原来的少到Ｈ／ｎ，这样能够被完全去除的颗粒的沉速会随之增大，由原来的ｕ＞ｕｏ增大到ｕ５＞ｕｏ／ｎ；与此同时沉速水中小于截留沉速的悬浮物颗粒能够沉淀的百分比也从ｕ／ｕｏ增大到ｕｎ／ｕ。，这样能够使得颗粒被完全去除的部分明显增多。按此推算，沉淀池分为ｎ层，其截留沉速：“＾＝一＝一一＝一一“．１：—Ｈ—／ｎ：一Ｉ—ＨＢ—ｖ：土垒（1.3）ｋＪ－．），“三／ｖｎＢＬ甩Ａ浅层处理水量：ｄ＝ＨＢ御，（1.4） 所以沉淀池的处理能力是原来沉淀池的”倍。显然可知，浅层数分割的越多，Ｅ值提高的就越多，或者说流量增大也就越多。此外，对于沉淀池沉降区的划分还能够有效的改善沉降过程中的水力条件。普通沉淀池在实际运行过程中，雷诺数＆一般4.0ｘ103～１．５ｘ105范围内，水流流态是紊流。而在斜管和斜板沉淀池内雷诺数可分别降到100和200，很明显，实际雷诺数就远远的小于各自在层流流态中的临界雷诺数，它们在层流中的临界雷诺数分别为2.0ｘ103和103，这样有利于颗粒在稳定的层流状态中沉降。不管在实际运用中还是理论分析中，我们通常可以用弗洛德数ｎ来反应水流的稳定性。因为管形沉降单元和浅层区域的水力半 zkq 20160323 径Ｒ很小（一般为１／４～１／２ｄ）导致了ｎ能够增加到１０－３１０‘４以上。