排沙漏斗悬板倾角优化试验研究

通过系列模型试验研究了溢流悬板近心端向下倾斜、向上倾斜和水平布置对排沙漏斗水沙分离性能的影响。结果表明,溢流悬板倾斜与水平布置时排沙漏斗的截除率基本一致。悬板向上和向下倾斜时漏斗室和悬板表面的泥沙淤积量均小于悬板水平布置时的淤积量,倾角越大,淤积量越小。当悬板近心端向上倾斜时,泥沙淤积量的减幅大于悬板向下倾斜工况,排沙耗水率低于向下倾斜和水平布置工况,且向上倾角越大排沙耗水率越低。因此,将悬板近心端向上倾斜一定角度可有效解决悬板表面泥沙淤积问题,而且可减少排沙耗水率和漏斗室内的淤积量,研究成果可为排沙漏斗的悬板优化设计提供依据和指导。     

基于大涡模拟的悬板径向坡度对排沙漏斗流场特性影响数值模拟

为了解悬板径向坡度改变对排沙漏斗流场的影响,文章采用了大涡模拟和VOF相结合的方法对悬板径向坡度i=0、0. 083、0. 173、0. 259时的排沙漏斗水气两相三维流场进行了数值模拟,并采用离散相颗粒轨道模型(DPM)模拟了悬板径向坡度不同时排沙漏斗对粒径0. 001～0. 1 mm颗粒的截除率。模拟结果表明:随着径向坡度增加,切向流速先增大后减小或趋于恒定,说明室内涡流强度并不是随着悬板径向坡度的增大而单调增加,存在一临界的坡度使室内涡流强度达到最大值;坡度i=0. 173时悬板上方区域(除溢流表层外)径向和垂向的合速度方向平行于悬板径向底坡且指向漏斗中心,使该区内的泥沙被再次输运至漏斗室而不易随溢出水流流出,减少了泥沙进入下游和沉降落淤于悬板的机率。颗粒截除率模拟结果也表明i=0. 173时的漏斗对各级粒径颗粒截除率最大,也表明悬板径向坡度存在一临界值使漏斗截除率达到最大值。