迷宫堰型圆中环沉沙排沙池的沉沙特性研究

通过对迷宫堰型圆中环沉沙排沙池进行物理模型试验并对比两种堰型的沉沙效果,得出其含沙量与沉沙的改善效果。迷宫堰型圆中环沉沙排沙池的含沙量沿垂向和径向的分布规律与光滑薄壁堰基本相同,并以流量Q=4.09 L/s(对应原型流量3 m3/s)时中心出水环不加高状态为例进行沉沙分析,得出溢流堰边壁内侧的平均含沙量比光滑堰的减小了16.5%,沉沙中小于0.1 mm的细颗粒泥沙明显增多,其中值粒径减小14.09%,出口沉沙的中值粒径相应减小了11.19%,说明调整为迷宫堰后能够有效地提高悬移质泥沙沉降率。     

圆中环沉沙排沙池流速分布规律试验

对一种新型沙水分离装置——圆中环沉沙排沙池进行模型试验研究,对8个径向测试断面的清水流速在径向、垂向和环向的分布进行了测试。试验结果表明:圆中环沉沙排沙池的流速及流速梯度在环向呈不均匀分布,尤以180°径向测试断面流速及流速梯度最大;流速及流速梯度在径向与半径成反比,表层水流流速大小垂向分布与水深成反比;在距离圆心1/2半径以内水流紊动较强,其余半径范围水流紊动弱;中心出水环处流速大小与溢流堰内侧最大相差7.3倍,溢流堰长度是中心出水环的15倍。认为圆中环沉沙排沙池具有较好的沉沙条件的重要原因是溢流堰长度大。     

圆中环沉沙排沙过滤池三维流场数值模拟

在对圆中环沉沙排沙过滤池的计算区域作了特殊处理后,选用适当的边界条件,采用VOF方法追踪自由水面,结合标准k-ε双方程模型,对圆中环沉沙排沙过滤池进行了三维数值模拟研究。给出了特定断面的清水流速矢量图、流速等值线图和流速轨迹线图等水力参数。计算结果对研究圆中环沉沙排沙过滤池的流场特性和输沙机理以及圆中环沉沙排沙过滤池设计具有一定的指导意义     

圆中环沉沙排沙过滤池结构特性试验研究

圆中环沉沙排沙过滤池是一种新型的浑水沉沙、排沙、过滤装置,通过新疆呼图壁城镇工业供水工程圆中环沉沙排沙过滤池的物理模型试验,模拟了在1 m3/s工况下的运行效果。试验结果表明:采用三层不同粒径的滤料,中心溢流筒加高0.4 m时,能较好的起到沉沙、排沙和过滤的作用且不被击穿,同时能满足引水量的要求,汇流槽平均流速在0.88～2.77 m/s范围内。与常规水沙分离装置相比,这种新型的装置实现了节能减排,环保性处理泥沙的目标,为水沙分离提供了另一种新的思路。     

基于SPSS的新型沉沙池的影响参数分析

新型二级水沙分离设施圆中环沉沙排沙池的设计影响参数较复杂,彼此关联性较强,为了便于优化设计参数,以试验数据为基础,运用SPSS软件,分析其流量与沉降时间、内环半径与沉沙粒径的关系。研究结果表明:相同中心出水环高度条件下,随着进水流量增加,泥沙沉降量不随流量的增加而变化,内环泥沙沉积形态和沉降量基本相同;沉降时间随进水流量的增加而骤减,两者成反比关系,但进水流量大于3 m3/s,沉降时间基本不变。中心出水环增高1.26 m可有效延长泥沙沉降时间和增加内环沉沙容积利用率。随着内环半径增加,最大沉降粒径迅速减小,内环半径与最大沉降粒径成二次函数关系,但在半径大于12 m时,最大沉降粒径基本不变;最大沉降粒径与中心出水环高度无关。研究表明现状"圆中环"设计半径是合适的。     

基于CCHE的重力沉砂池结构布置参数比选研究

为了提高重力沉砂池水沙分离效率,对重力沉砂池相关结构参数进行优化使各项结构参数取得较优值,并研究了侧向溢流堰长度与位置对重力沉砂池最终水沙分离效率的影响,且取得较优的侧堰长度与位置。基于CCHE软件采用混合掺长紊流模型建立CCHE2D重力沉砂池数学模型,得到重力沉砂池内水流流速、泥沙沿程分布及最终水沙分离效率,在已有研究成果基础上分析得到较优的重力沉砂池侧向溢流堰长度及位置。研究结果表明:改变侧向溢流堰长度及位置可将传统重力沉砂池水沙分离效率显著提高。当溢流堰长度取4 m并向上游移动1 m时可将水沙分离效率提高至71.20%。当侧向溢流堰向上游移动一段距离可以阻挡由沉砂池末端产生回流、漩涡等流态而卷起的泥沙,避免其流向清水池,从而提高重力沉砂池水沙分离效率。移动距离不可过前,否则距离过于靠前由于沉砂池边壁的阻挡容易使沉砂池末端形成一段"死水区",使沉砂池有效沉降距离减少,从而降低重力沉砂池水沙分离效率。     

圆中环沉沙排沙池泥沙水力计算方法研究

圆中环沉沙排沙池泥沙水力计算方法的研究不仅便于了解其它类似沉沙池的水力特性,而且 还能依据该方法推出满足条件的沉沙池尺寸。按照沉沙池的设计规范进行水力计算,包括泥沙沉速计 算、泥沙沉降率计算及泥沙起动计算,并与模型试验的研究成果进行比较分析。结果显示:泥沙各粒径 组沉降率的计算值与试验值偏差不大;泥沙起动流速的计算也为沉沙池结构设计提供了有力依据,同时 再次验证圆中环沉沙排沙池设置的合理性,并进一步研究沉沙池的优化设计,为以后类似沉沙池设计提 供了可靠方法。     

位山灌区重力沉沙过滤池泥沙运动规律分析

本文以位山灌区为例,采用模型试验法,对重力沉沙过滤池的泥沙运动规律进行了对比分析。结果表明:含沙量沿程呈"快速下降—缓慢稳态下降—回升"的变化特点,底层含沙量1/2水深处含沙量表层含沙量;溢流堰越长,含沙量脉动现象越明显,溢流堰长3m时的堰前含沙量最小;沉淀池越长,同一水深层面处的含沙量越小;当沉淀池长20m、溢流堰长3m时,沉降截沙效果最佳,此时粒径大于0.1mm的泥沙大部分沉积于沉淀池内;溢流堰可以向沉淀池方向稍微移动一定距离以防止旋流、回流再次搅动泥沙。研究成果对于灌区的沉沙过滤池设计具有一定的指导意义。     

圆中环沉沙排沙池特性研究

圆中环沉沙排沙池是新型二级水沙分离设施,采用物理模型试验方法研究中心出水环不同高度工况下的排沙特性及最大沉沙粒径。研究表明:圆中环利用倒锥底坡上的高速水流将沉沙汇入冲沙槽,保证了在小于设计流量运行时排出沉积泥沙。同时要求冲沙槽起点至冲沙廊道后有适当的落差,保证水流在冲沙槽内形成高速环流及强挟沙力将泥沙自动排入下游河道。在设计流量条件下,中心出水环不同高度工况处理的泥沙粒径范围为1~84 mm。相比中心出水环不加高工况,中心出水环加高9 cm,沉沙分布更均匀,有效沉沙体积及沉沙量增加,排沙时间稍有缩短,沉沙时间增加,排沙耗水率更小。圆中环依靠水力作用并以间歇排沙方式处理推移质泥沙,加高中心出水环可提高处理悬移质能力,减小排沙耗水率。     

圆中环沉沙排沙池曲线型中心出水环堰试验研究

为了改进圆中环池内流速分布不均匀的不足,使用物理模型对中心出水环堰进行试验研究。对中心出水环堰进行结构优化:在保证中心出水环堰最优高度不变情况下,将环堰出口由平口型调整为曲线一型和曲线二型,分别在3种来流量条件下(2 m3/s,3 m3/s,4 m3/s)测量溢流堰行近流速。试验结果表明:曲线型中心出水环堰相比平口型可以使溢流堰行近流速整体下降且更均匀。从曲线一型和曲线二型最大、最小和平均流速的对比分析中发现,曲线二型对圆中环整体流速的下降更为明显,是优于曲线一型的一种曲线型中心出水环堰。试验对研究圆中环在不同来流量下的中心出水环堰的设计具有一定的参考价值。