基于DPM离散相模型和MRF移动参考系方法的污水处理厂旋流沉砂池固液两相流泥沙分离计算

图2 MRF移动参考系方法的流体静止区域和旋转区域建模

图3 沉砂池CAD细节尺寸及进出口安放位置

图4 沉砂池CAD细节尺寸及进出口安放位置

图5 沉砂池进出口边界条件及静止壁面条件设置

完成边界条件设置后，进行求解设置。选择稳态求解，模块勾选流体流动，分析中时间增量与步骤数分别选择0.1s和5000步，工作压力保持默认的101325N/㎡，重力矢量为(0 , 0 , -1)-z方向。模块数据中湍流模型选择剪切应力模型K-ω SST模型，勾选包含静水压力。其余保持默认，完成求解设置。

图8 右键点击分析和结果任务树中上步创建好的稳态CFD分析项目，点击求解

图9 沉砂池单相流内流场流线分布

图10 单相流中沉砂池搅拌叶片涡量分布

图11 不同特征截面下沉砂池速度云图

图12 不同特征截面下沉砂池速度云图

求解设置选择瞬态模拟工况，求解模块在基础的流体流动上点击高级模块，勾选颗粒CFD（单向交互），只考虑颗粒受流体作用力，不考虑颗粒对流场的影响。分析中时间增量和步骤数分别设置0.01sec和5000步；模块数据中在上一节单相流设置的基础上，点击下部的颗粒分析，颗粒分析的步骤数设置为1000，勾选自动时间增量，曳力模型考虑斯托克斯模型，其余勾选浮力、saffman升力、湍流离散随机运动。其余保持默认，完成求解设置。

图16 沉砂池外表面速度压力云图

图17 固液两相流模拟泥沙颗粒运动速度及轨迹

图17 颗粒与壁面的相互作用云图

图18 0.5mm与0.01m颗粒直径沙粒在沉砂池内的分离情况

相关模型设置文件分为《沉砂池单相流模拟（跟随案例）》和《沉砂池固液两相流（跟随案例）》，点击下方阅读原文，下载跟随案例操作。

工程师可以对照参考论文《旋流-平流沉砂池去除污水中细微砂粒及有机物分离的数值模拟》，尽管该文献与本文的模型尺寸细节模型与颗粒材料有出入，且文中作者使用fluent流场分析软件进行计算，但计算结果规律与本文一致。如有条件的工程师，也可分别采用fluent与NFX进行该类计算，对比两种软件在进行该类计算的一致性和差异性。

《旋流-平流沉砂池去除污水中细微砂粒及有机物分离的数值模拟》

[1]王旭博. 旋流-平流沉砂池去除污水中细微砂粒及有机物分离的数值模拟[D].太原理工大学,2019.  

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