异波折板流场模拟分析与结构优化

基于FLUENT技术,以连续方程、Navier-Stokes方程及k-epsilon湍流方程作为流动基本控制方程,对异波折板絮凝反应流场进行了数值模拟,并通过网格独立性检验,保证了模拟结果的真实性.以流场速度分布、紊动动能、有效能耗作为评价标准,根据数值模拟提出了不同絮凝段的最优折板单元组合.结果表明,夹角90°的短折板适宜于絮凝前段,而夹角120°的长折板更适宜于后续絮凝段.在此基础上建议对絮凝前段的折板单元进行结构优化,在每个折板单元中心增设菱形扰流板,用以增强折板内流场紊动动能,提高有效能耗相对比例.优化后折板内的流场面积平均紊动动能可由2.75×10-3m2·s-2提高到3.83×10-3m2·s-2;面积平均有效能耗可由4.70×10-3m2·s-3提高到7.74×10-3m2·s-3.该优化将有利于营造更优越的水力条件从而提高絮凝效率.