基于正交试验的翼片式斜板沉沙池截除率研究

为探究翼片式斜板沉沙池结构参数对截除率的影响,并获得截除率最优时结构参数组合,选取翼片间距、翼片倾角、翼片高度三个因素,在不同表面负荷工况下进行了三因素三水平正交试验,采用极差分析法和方差分析法对试验结果进行敏感性与显著性分析。结果表明:表面负荷≤24 m^3(/h·m^2)时,截除率敏感因素与主要显著性因素为翼片间距,表面负荷>24 m^3(/h·m^2)时,截除率敏感因素与主要显著性因素为翼片高度。应用投影寻踪回归(PPR)法建立了截除率的仿真计算模型,确定出各影响因子对截除率贡献权重系数由大到小为:表面负荷,翼片间距,翼片高度。通过PPR模型可得到不同表面负荷下截除率最优时的结构参数组合建议。研究结果对优化翼片式斜板沉沙池结构,提高截除效率具有重要的指导作用。

大表面负荷下斜板体型对沉砂池沉降特性影响试验

通过系统试验分别对布置普通斜板、翼片式斜板和无斜板时的矩形沉砂池在表面负荷为5.6~88 m^3/h·m^2共计12个工况下的沉降特性开展研究。试验分别选用了中值粒径为0.089 mm、不均匀系数为4.01、密度为2.45 t/m^3的天然沙和均一粒径为0.8~1.2 mm、密度为1.35 t/m^3的模型沙(核桃沙)进行试验。结果表明,在表面负荷小于80 m^3/h·m^2时,翼片式斜板沉砂池受颗粒物理性质如密度、粒径和黏性的影响较小,其翼片槽间特有的涡流区和环流区使其截砂率均高于普通斜板和无斜板沉砂池。当表面负荷为48 m^3/h·m^2与56 m^3/h·m^2时,翼片式斜板沉砂池的优势最为突出,截砂率高于其他二者约15%~20%。当表面负荷高于80 m^3/h·m^2时,翼片式斜板沉砂池内的副流流速随主流流速增大,阻碍了颗粒沉降,三种沉砂池的截砂率基本相同。随表面负荷的增大,各个沉砂池的二次悬浮逃逸出的沙量随之增多,在表面负荷小于48 m^3/h·m^2时,普通沉砂池的逃逸量约是普通斜板与翼片式斜板沉砂池的1.5倍。当表面负荷大于56 m^3/h·m^2时,翼片式斜板沉砂池的逃逸量仅约为其他两沉砂池的60%。

排沙漏斗悬板倾角优化试验研究

通过系列模型试验研究了溢流悬板近心端向下倾斜、向上倾斜和水平布置对排沙漏斗水沙分离性能的影响。结果表明,溢流悬板倾斜与水平布置时排沙漏斗的截除率基本一致。悬板向上和向下倾斜时漏斗室和悬板表面的泥沙淤积量均小于悬板水平布置时的淤积量,倾角越大,淤积量越小。当悬板近心端向上倾斜时,泥沙淤积量的减幅大于悬板向下倾斜工况,排沙耗水率低于向下倾斜和水平布置工况,且向上倾角越大排沙耗水率越低。因此,将悬板近心端向上倾斜一定角度可有效解决悬板表面泥沙淤积问题,而且可减少排沙耗水率和漏斗室内的淤积量。研究成果可为排沙漏斗的悬板优化设计提供依据和指导。