过滤器用复合水力推动装置水动力学特性研究幻灯片.pptVIP

结 论 　　叶片攻角为35°~55°且转速为最大转速的一半时，水力推动装置能力吸收效率最高。 转速和水力转矩成反比。当转速为最大转速的0.5倍时，复合水力推动装置吸收水流能量效率最高。 从模拟云图可以看到装置内部的压力和速度分布，叶片水动力学理论特性与实际吻合较好。　　 水力转矩与水力推动装置直径成正比例关系。水力推动装置直径越大，其产生的力矩越大，吸收反冲洗水的能量越多。 请各位老师批评指正 过滤器用复合水力推动装置水动力学特性研究 答 辩 人: 吴程程 指导教师: 李芳 于忠臣 专 业: 土木工程 2014年5月 国家大学生 创新创业训练计划项目 研究报告 Contents 概 述 1 水力推动装置水动力学特性理论分析 2 水力推动装置水动力学特性实验 3 基于FLUNETN软件的转轮流场模拟 4 1 概述 2 石英砂过滤器原理及应用现状 3 水力动态反冲砂滤技术思想提出 1 课题研究的背景及意义 4 课题研究目的和内容 概述 1 概述 1.1 课题研究的背景及意义 随着油田开发向精细化的纵深发展，油田污水处理面临新的形势。突出的表现在过滤工艺滤料反冲洗不彻底导致的滤料污染的问题。因此寻求改善现有油田污水处理工艺成为现在各大油田污水处理站面临的主要问题。 1 概述 1.2 石英砂过滤器应用现状 石英砂过滤器处理污水中的悬浮物和胶体具有明显的效果，但随着聚合物驱油技术的推广，石英砂在处理聚合物驱污水或含聚合物污水时，出现了滤料板结 、滤后水不达标等状况。 油田现应用的石英砂过滤器主要有双路反洗石英砂过滤器、低压反冲洗石英砂过滤器和水力动态反冲洗石英砂过滤器三种。 1 概述 1 6 5 4 3 2 1.3 水力动态反冲洗过滤器 复合水力推动装置 动态浮油聚集器 油水过滤分配器 螺带式动态刮洗搅拌装置 防冲整流锥形板 回路式反冲洗集配水器 1 概述 1.4 本文研究目的及内容 主要内容 利用翼型设计的基本理论和风力机原理设计和优化转轮 研究不同型式转轮的水力特性，确定水力转轮的优化组合 利用GAMBIT软件构建不同组合转轮模型并进行数值模拟分析 在FLUENT模拟软件中计算转轮在额定流量下的性能，研究转轮特性 2 复合水力推动装置的水力特性研究 3 叶轮受力矩分析 4 装置所需总能量的分析 2 建立叶栅模型叶轮特性 5 叶轮吸能效率及转速影响 主要内容 6 叶轮设计方法 1 转动装置的运行过程分析 2 复合水力推动装置的水力特性研究 2.1 转动装置的运行过程分析 叶片受力分析图 由于存在水平方向上的力Fx，叶轮产生力矩。当此力矩大于阻力矩时，叶轮的动量增加，从而带动转动装置旋转。 2 复合水力推动装置的水力特性研究 2.2通过建立叶栅模型对叶轮的特性研究 叶轮附近的流体属于管道中流体对叶轮的绕流情况，根据叶栅的流体动力学理论，把叶轮转换成平面叶栅来进行讨论。 叶栅图 速度矢量图 流体为理想流体，且认为有足够长的直管段，可以认为流体进入叶片前，其速度沿管道截面均布，且平行于叶轮轴线，与叶片夹角为α。 2 复合水力推动装置的水力特性研究 2.3 叶轮受力矩分析 利用动量定理推导出力矩如下公式 流量一定时，叶轮的转速与输出力矩对应的关系 2 复合水力推动装置的水力特性研究 2.4 装置所需总能量的分析 水轮在管道中的简图 水流以一定的流速通过叶轮，叶轮会受到水流的作用而旋转。 设1-1断面的压力为P1，流速为V，高度为Z1。 断面0-0的压力为P0，高度为Z0。根据伯努利方程有： 设断面0-0与断面1-1的距离为h且等于Z1-Z0 ，且同管径的管道内的流速在两断面上是不相同的，所以 2 复合水力推动装置的水力特性研究 2.5叶轮吸收能量的效率及转速对其影响 根据能量方程可以求出装置需要的总能量H，对外做功消耗的的水头为h,装置的效率η=h/H ，最终得到效率方程为 叶轮转速对效率的影响 2 复合水力推动装置的水力特性研究 2.6 叶轮设计方法 设计叶轮时，我们的目的是给筛筒附近的水流一定的做功功率，选取一个合适的力矩，此力矩的大小最好是叶轮在已定流量下的最大转矩的0.5倍左右，此时转动装置的效率最高。确定出转矩后，对应的转速根据功率公式就可以求出。