李东方 黄增阳 曾燕平?姜文雍 陈恩亮

摘 要：本文利用Workbench Fluent分析模块，建立了曝气装置射流数值分析模型，分析了流体内部分布情况。在出口扩散管收缩角10°、液体进口直径12.5 mm及喉管长度34.5 mm的机械结构尺寸条件下，笔者探讨了不同入口水流量、入口空气压力以及出口背压压力工艺参数下的流体域压力和速度的分布情况。数值研究结果可为曝气装置实际工程应用中的机械结构优化工作提供基础数据。

关键词：曝气装置;数值分析;工艺参数;Fluent

中图分类号：TP391.9;O359文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）04-0029-03

Abstract： By using the Workbench Fluent analysis module， this paper established a numerical analysis model of the jet flow of the aeration device and analyzed the internal distribution of the fluid. Under the conditions of the outlet diffuser tube shrinkage angle of 10°， the liquid inlet diameter of 12.5 mm and the throat length of 34.5 mm， the author discussed the distribution of fluid domain pressure and velocity under different process parameters of inlet water flow， inlet air pressure and outlet back pressure. Distribution. The results of the numerical research can provide basic data for the optimization of the mechanical structure in the actual engineering application of the aeration device.

Keywords： aeration device;numerical analysis;process parameters;Fluent

现代工业中的曝气是指采用向水中充气、机械搅拌等方式，增加空气与水体之间的接触，实现废水需氧生物处理的一种中间工艺。本文根据流体动力学的相关理论，利用Workbench Fluent分析软件，研究特定曝气装置机械结构条件下的不同进口水流流量、空气入口压力以及出口背压下的流体域压力和速度分布情况。

1 建立数值分析模型

1.1 简化模型及劃分网格

一般曝气装置[1]的主要结构包括喷嘴、进气管、混气管和扩散管。本文所研究的曝气装置结构简图如图1所示。

为了分析曝气装置的入口速度、入口压力以及出口背压等工艺参数对曝气效果的影响，下面利用ANSYSWorkbench软件的Fluent[2]模块对简化模型进行研究。曝气装置Fluent分析流程框图如图2所示。

根据分析模型的几何、边界条件的对称性，本文把流体域简化成二分之一对称模型。使用Autodesk Inventor三维绘图软件，对简化后的流体域进行几何模型建立，然后……