基于CFD对竖管跌水井结构与消能性设计

竖管跌水井内部设有消能池。雨水或生活废水在消能池内产生紊动射流,在射流过程中,射流液体通过紊流、混掺、扩散与周围液体进行能量交换,起到消能作用。为探讨跌水井直径、入口支管管径水垫深度对消能池的消能性的影响。对不同结构的竖管跌水井,建立数学模型,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)流体仿真跌水射流过程,确定跌水井的最小水垫深度,以水流在跌水井底部垂直速度为零作为标准。结果表明,数学模型与CFD仿真结果接近,当流量小于0.147 m^3∕s时,500 mm水垫深度足够消去跌水动能,减少跌水对跌水井底部产生的垂直动量。

基于VOF模型的排洪竖井底板脉动压力数值模拟与分析

竖井排洪是火电厂储灰场及选矿厂尾矿库常用的泄洪方式,排洪竖井底板脉动压力变化是确定排洪竖井底板合理高程的重要参数。采用VOF法和RNG k紊流计算方法对排洪竖井底板脉动压力变化进行数值模拟分析,分析结果与物理模型实测值结果吻合较好,说明基于VOF法和RNG k紊流计算方法的数值模拟对排洪竖井脉动压力分析是可行的;分析也同时表明了竖井底板振动的优势频率主要集中在05Hz,属于低频振动,不会对排洪竖井产生共振破坏。但对于水库水位较低、排泄流量较小的排洪竖井可在考虑经济成本的情况下,适当降低竖井底板高程、加深水垫,以减轻水流对竖井底板的垂直冲击作用。