比較不同過濾器性能優劣主要是看平均濾速、過濾壓降、截泥量、過濾效率以及運行耗損等方面,其中主要指標是截泥量和過濾壓降,而截泥量與過濾時間有關,但過濾時間取決于過濾壓降和出水水質。因此準確地預測壓降對過濾器過濾性能的提高具有重要意義,但這些研究借助試驗來完成費時費力。而隨著計算機技術和流體仿真技術的不斷發展以及CFD技術的逐漸成熟,將其用于過濾器內流場的研究已有了可能。
太倉展日搪瓷干燥設備有限公司利用成熟的流體分析軟件fluent作為數值計算工具來模擬纖維球過濾器在過濾過程中不同過濾速度、不同截泥量,在反洗過程中不同反洗速度、不同截泥釋放量下過濾器內流場的情況。纖維球過濾器內的纖維球濾床是一種多孔介質,而且這些纖維球是一種隨機的無規律排列。筆者應用多孔介質模型來研究過濾速度一濾床積泥量一過濾壓降、反洗速度一截泥釋放量一反洗壓降之間的關系,從而有助于纖維球過濾器過濾效率的提高及過濾性能的發揮。同時探索一種研究纖維球過濾器內流場的新方法,也為深層過濾理論和工程應用提供一定的借鑒作用。
結論:
應用FLUENT多孔介質模型對纖維球過濾器內液相流場進行了數值模擬,得到過濾過程中不同截泥量—過濾速度—濾床壓降三者之間的關系;反洗過程中不同截泥釋放量—反洗速度—濾床壓降之問的關系。結果表明:用FLUENT的多孔介質模型進行數值模擬時,在過濾過程中壓降隨著截泥量的增加呈現近似線性增加,壓降隨著過濾速度的增加而呈現近似指數增加的趨勢;在反洗過程中壓降隨著截泥釋放量的減小呈現近似線性降低,壓降隨反洗速度的增加而呈現近似指數降低的趨勢。同時模擬的結果表明,數值計算值與文獻值(實驗值)相差不大,具有較好的擬合效果,結果可以信賴。通過多孔介質模型可以確定過濾終點的濾床截泥量,而且可以根據過濾器實際尺寸的不同依據過濾壓降的變化而選擇合適的過濾速度及過濾終點,從而對纖維球過濾器過濾性能的提升起到一定的作用。同時探索一條分析纖維球過濾流場的新方法,對其他類型過濾器的數值模擬計算起到一定的借鑒作用,也有助于深層過濾理論的研究與發展。