陶洪飞,邱秀云,李 巧,苏建江

(1.新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐 830052; 2.国电新疆吉林台水电开发有限公司,新疆伊犁 835716)

不同泥沙粒径下的分离鳃内部流场三维数值模拟

陶洪飞1,邱秀云1,李 巧1,苏建江2

(1.新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐 830052; 2.国电新疆吉林台水电开发有限公司,新疆伊犁 835716)

为研究泥沙粒径对分离鳃的速度场及水沙分离效果的影响,采用层流模型和欧拉模型,运用PC-SIMPLE算法,对分离鳃内的水沙两相流流场进行了三维数值模拟。计算结果表明:当泥沙粒径d=0.0001 mm时,分离鳃内的流场与其他泥沙粒径时有所不同;当0.005 mm≤d≤0.035 mm时,分离鳃内不同粒径泥沙水流的流场相同;当0.015 mm≤d≤0.035 mm时,分离鳃处理泥沙效果最好,且泥沙粒径越大,去除率越高,水沙分离速度就越快。

泥沙粒径;分离鳃;欧拉模型;去除率;数值模拟

我国是世界上河流泥沙问题最严重的国家之一。据观测资料统计,我国西北和华北地区的大部分河流都具有含沙量高且泥沙颗粒细的特点,这给工业用水、生活用水以及多沙河流沿岸居住分散的农牧民群众用水造成极大的不便,并对灌区的滴、喷灌设备带来很大的危害,灌溉时常常会发生喷头或滴灌头流道堵塞的问题,严重制约了喷、滴灌等先进节水灌溉技术的推广和应用。

分离鳃是新疆农业大学水利与土木工程学院水力学教研室课题组研制的一种新型的水沙两相流分离装置,与传统水沙分离方法相比,分离鳃具有分离速度快、结构简单、造价低廉及运行费低等特点,同时分离出来的清水和排出的泥沙对人体及周围环境无害。……