处理砂石废水的旋流沉砂池内高浓度固液两相流数值模拟的任务书.docx

处理砂石废水的旋流沉砂池内高浓度固液两相流数值模拟的任务书
一、研究背景与意义：
随着城市化进程加快，城市建设用地的不断扩大和基础设施建设的不断推进，人们对于砂石的需求也越来越大。然而，在砂石加工过程中，产生的废水含有高浓度的砂粒和悬浮物，直接排放到水环境中会严重污染水质，严重影响周围环境和生态平衡。因此，处理砂石废水已经成为城市建设和环境保护工作的重要任务之一。
目前，工业中广泛采用旋流沉砂池处理高浓度固液两相流。旋流沉砂池通过强制旋转流体使悬浮的颗粒在离心力和重力的作用下被分离出来，从而达到废水处理的目的。因此，旋流沉砂池的性能和运行效率直接关系到废水处理的效果。为了提升旋流沉砂池的处理效率和降低运行成本，需要对旋流沉砂池内高浓度固液两相流的物理过程进行深入探究，特别是需要对该过程中的气液固三相相互作用、颗粒径向分布、旋流沉砂池工艺参数等进行系统分析与研究。
因此，本研究计划对处理砂石废水的旋流沉砂池内高浓度固液两相流的物理过程进行数值模拟，并提出一种优化的处理方案，以达到提升旋流沉砂池处理效率和降低运行成本的目的。
二、研究内容与技术路线：
本研究计划采用计算流体动力学（CFD）方法，对处理砂石废水的旋流沉砂池内高浓度固液两相流的物理过程进行数值模拟，具体内容包括：
1.建立旋流沉砂池的数学模型，包括流体动力学方程、砂粒颗粒径向分布方程等。
2.根据旋流沉砂池内高浓度固液两相流特性，选择适合的数值模拟方法，如欧拉-拉格朗日方法等。
3.分析旋流沉砂池内气液固三相相互作用、颗粒径向分布等对固液分离效率的影响。
4.优化旋流沉砂池的工艺参数，如旋流流量、旋流导管直径、护筒高度等，以提升固液分离效率和降低运行成本。
5.验证数值模拟结果的准确性，并与实验数据进行对比分析，验证旋流沉砂池的物理模型和数值模拟方法的可信度。
三、预期成果：
1.建立了处理砂石废水的旋流沉砂池数学模型，并开展了相应的数值模拟研究。
2.分析了旋流沉砂池内气液固三相相互作用、颗粒径向分布等对固液分离效率的影响。
3.针对旋流沉砂池的物理模型和数值模拟方法，优化了旋流沉砂池的工艺参数，提升了固液分离效率。
4.验证了数值模拟结果的准确性，并与实验数据进行了对比分析，证明了物理模型和数值模拟方法的可信度。
5.提出了处理砂石废水的优化方案，以达到提升旋流沉砂池处理效率和降低运行成本的目的。
四、研究计划：
本研究计划的时间表如下：
阶段时间安排
任务书撰写与完成1个月
文献研究2个月
数值模拟软件学习2个月
数值模拟建模2个月
数值模拟仿真3个月
结果分析与总结1个月
论文撰写1个月