[發明專利]基于物模試驗與數值模擬結合的污水擴散器長度確定方法

無效

• 申請號: 201310553300.8
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103577645A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 于航;白景峰;王心海;趙宏鑫;陳瑤泓伶;吳建明;何澤慧
• 申請（專利權）人: 交通運輸部天津水運工程科學研究所;天津水運工程勘察設計院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種基于物模試驗與數值模擬結合的污水擴散器長度確定方法，包括以下步驟：

步驟一、初步估算擴散器的長度：

根據初始稀釋度要求和海流稀釋能力，確定擴散器最小長度L_min和擴散器最大長度L_max：

Lmin=1.1×SH×QeV---(1)]]>

Lmax=1.724×1.1×SH×QeV---(2)]]>

式（1）和式（2）中：S為初始稀釋度；Q_e為實測的污水最大流量，其單位是m³/s；H為噴口距水面的距離，其單位是m；V為余流流速，其單位是cm/s；

步驟二、確定擴散器中所包含的上升管的數量：

在步驟一確定的擴散器最小長度L_min和擴散器最大長度L_max范圍內，按照擴散器上上升管間距為5～8米，確定幾個不同長度的擴散器及其所包含的上升管的數量；

步驟三、利用數值模型進行污水稀釋擴散效果的模擬：

利用丹麥水動力研究所的ΜΙΚΕ21模型對步驟二所確定的幾個不同長度的擴散器進行染污物稀釋擴散效果模擬分析，從中優選出擴散面積大的3～6個不同長度的擴散器；

步驟四、利用物理模型進行污水近區的染污物擴散效果的模擬：

利用矩形水槽作為物理模型，對步驟三確定的3～6個不同長度的擴散器進行污水近區內的污染物稀釋擴散效果模型分析，從中優選出污染物稀釋擴散效果好的2個不同長度的擴散器；

步驟五、擴散器的水力數值模擬：

利用FLUENT軟件對步驟四確定的2個不同長度的擴散器進行擴散器水力數值模擬，判斷上述2個不同長度的擴散器的主管流速是否大于不淤流速，噴口出流不均勻度是否小于10%，將滿足主管流速大于不淤流速，且噴口出流不均勻度小于10%的擴散器進行下一步試驗；

步驟六、擴散器的水力物理模型試驗分析：

按照污水排放量、模型材料及試驗場地的面積、供水、退水條件，選用幾何比尺為1:5～15的正態模型進行試驗，水力特性好的擴散器的長度即為最終確定的長度。

2.根據權利要求1所述的基于物模試驗與數值模擬結合的污水擴散器長度確定方法，其中，步驟六中選用幾何比尺為1:10的正態模型進行試驗。

3.根據權利要求1所述的基于物模試驗與數值模擬結合的污水擴散器長度確定方法，其中，步驟六中的水力物理模型包括供水箱、供水管、閥門、水表、擴散器、測壓管、退水渠等組成；由供水箱供水，閥門控制流量，擴散器噴口流量的測量采用體積法進行，用秒表計時，電子秤稱重，電子秤的精度為0.1克。