同时,大尺度的涡旋从主流吸取动能,在运动过程中传递给较小尺度的涡旋,这样逐级传递,一直到微尺度的涡旋。在较大尺度的涡运动中,流体粘性几乎不起作用,可忽略不计,因而在动能传递中几乎没有能耗;而在微尺度的涡旋运动中,流体粘性将起主要作用,传送到这些低级涡旋的能量就会通过粘性作用转化为热能。水流中同时存在无数大大小小的涡旋,产生一系列的脉动频率,具有连续的频谱。
开发新型、、安全的絮凝剂,深入研究絮凝基础理论及其控制技术,现已成为一门迅速发展的科学与技术。絮凝过程是一个复杂的动态过程,尽管要地表达某一水质、絮凝剂和水流流态特性因素对絮凝效果的影响还存在很大的困难,但随着多学科技术集成度的提高以及实际应用的需要,预计折板絮凝研究将在如下方面有所发展:
往复式絮凝池也称隔板絮凝池。为一般常规的水平或垂直式水力絮凝反应池。即在流水渠中加装了横折或竖折档板,使加药混合后的水流形成近似于弦形弯曲。池内挡板或隔板的间距的安置使水流的速度梯度位分布呈逐步递减。底部还有一定的坡度以保持水深。此种形式的池可在相当宽广的流量范围内得到合理的成效。机械絮凝器相比,絮凝时间由于更为均匀的剪力场,故而常只需要前者的一半。隔板可由各种建筑材料一般可由砖砌成或薄形钢筋混凝土预制板构成。
在往复式折板后面能够形成涡旋,伴随着颗粒粒径在增加,涡旋的尺度由小变大,符合絮凝动力学规律;通过比较得出,圆弧形渠道絮凝池的湍流强度变化缓慢,分布更加均匀合理,不仅能够满足絮凝前期较大湍流强度的需要,也能满足絮凝后期颗粒碰撞的湍流强度,证明圆弧转弯渠道形比矩形转弯渠道有更好的絮凝效果。
传统往复式絮凝池在矩形渠道拐弯处速度方向改变为180°直接转变,而圆弧形渠道拐弯处的速度方向则是逐渐变化,变化比矩形拐弯渠道平缓的多。而其圆弧形拐弯渠道能够产生惯性离心力,进而产生各种微涡旋,根据王绍文教授提出的“惯性效应是絮凝的动力学致因”可知,圆弧形渠道能够提高絮凝效率,即絮凝效率较高
通过混凝动力学的研究,得到了混凝动力学中速度梯度与时间的关系G=G(0)/1+Kt;并通过拟合得到往复式絮凝池速度梯度的变化规律近似符合混凝动力学对速度梯度变化的要求;同时参考了往复式絮凝池的新研究成果—将往复式絮凝池转弯处的矩形渠道变成圆弧形状,设计出一种的往复式絮凝池。通过数学模拟发现:优化后的往复式絮凝池拐弯处的圆弧形渠道能够消除传统往复式絮凝池转弯处的死水区,而且圆弧形渠道处的水流速度比矩形渠道处的分布均匀,有利于节约能耗。
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