25623

مطالعه عددي فرآيند هوادهي به فاضلاب در سيستم¬هاي تصفيه هوازي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1397

1400/06/30

دكتر عليزاده

مهندسي مكانيك

هوادهي يكي از واحدهاي اصلي در صنايع مختلف از جمله تصفيه¬خانه¬هاي آب و فاضلاب مي¬باشد. ميزان مصرف انرژي واحد هوادهي در هزينه¬هاي بهره¬برداري بسيار اثرگذار است. يكي از اهداف اصلي تحقيق حاضر مقايسه حل عددي با نمونه آزمايشگاهي در هوادهي به يك مخزن هوادهي و بررسي تاثير عوامل مختلف بر ميزان هوادهي به فاضلاب و در نتيجه ميزان مصرف انرژي در سيستم¬هاي هوادهي مي باشد. بدين منظور، براي مقايسه دقيق تر نتايج حاصل از نمونه تجربي با نتايج حل عددي انجام شده در اين تحقيق، از داده¬هاي ورودي رساله دكتري جناب آقاي دكتر محمدپور با عنوان "بررسي تجربي مصرف انرژي در سيستم¬هاي هوادهي و اختلاط لجن فعل" استفاده شده است. در آزمايش تجربي، يك دستگاه آزمايشگاهي شامل مخزن مجهز به هواده و تجهيزات كنترل – ابزار دقيق به عنوان نمونه آزمايشگاهي براي مدل¬سازي سيستم هوادهي عمقي (ديفيوزري) طراحي و ساخته شده و در تحقيق حاضر، به منظور حل عددي اين مخزن از كمك نرم¬افزار "openFoam"، براي طراحي و مدلسازي استفاده شده است. در تحقيق پيش¬رو، اثر تغييرات ارتفاع سيال درون مخزن و ميزان جريان هوا بر ميزان كسر حجمي و زمان اختلاط مورد آزمايش قرار گرفت. آزمايشات بر روي آب با شرايط كيفي استاندارد انجام شده است. با وحود خطاي 65 تا 85 درصدي در كسر حجمي و 3 تا 35 درصدي براي زمان اختلاط، بين حل عددي و تجربي اين مسئله، روند تغييرات پارامترهاي خروجي به يك شكل به دست آمده است. بر اساس نتايج به دست آمده از حل عددي، در ميزان جريان هواي ثابت با افزايش ارتفاع سيال درون مخزن، زمان اختلاط افزايش و كسر حجمي كاهش يافته زيرا با افزايش ارتفاع سيال توزيع حباب هاي هوا در حجم بيشتري از سيال و به طور يكنواخت تري انجام مي¬پذيرد و باعث طولاني¬تر شدن مسير صعود حباب¬ها و افزايش ميزان هوادهي مي¬شود. هچنين با ثابت ماندن ارتفاع سيال درون مخزن، با افزايش دبي هواي ورودي، كسر حجمي افزايش و زمان اختلاط كاهش يافته است. با مقايسه نتايج به دست آمده در اين تحقيق با نتايج تحقيق تجربي، مشاهده مي¬شود كه روند تغييرات پارامترها و پاسخ آن¬ها به يك شكل مي¬باشد.

1400/09/13

Numerical Study of Aeration Process for Aerobic Treatment Systems

9/21/2022 12:00:00 AM

Aeration is one of the main units in a variety of industries including water and wastewater treatment plants. Energy consumption of aeration unit is very effective on operation costs. One of the main objectives of the present study was to comparison between experimental data and numerical result solution in aeration tank and investigate the effects of various factors on energy consumption in the aeration systems. For this purpose, use “dr. Mohammadpour ph. D thesis” entitled “Experimental Investigation of Energy Consumption Aeration and Mixing System of Activated Sludge” as inlet data for accurate comparison between experimental data and numerical result. In Experimental research experimental apparatus, equipped with aerators and control and instrumentation equipments, designed and built to simulate the deep (diffuser) aeration systems. In present research use “openFoam” software as numerical solution simulation. and the effect of level of the fluid and air flow rate changes on the void fraction and mixing were investigated. Experiments were performed on standard temperature and water quality conditions. Despite a 65% to 85% for void fraction and 3% to 35% error for mixing time in numerical result, changing process in output data is same as experimental result. Based on the results of numerical solution, by increasing the fluid level in the constant air flow rate, mixing time and void fraction decreases The air bubbles are distributed more uniformly in the greater volume of fluid, by increasing of the fluid level and it caused to increase the bubbles rising trajectory, the amount of aeration. And also by increasing the air flow rate in the constant fluid level, mixing time decreases and void fraction increases. With comparing the two studies, it can be seen that the process of the parameters and their response is the same

هوادهي , مصرف انرژي , كسر حجمي , زمان اختلاط

Aeration , Energy Consumption , Void fraction , Mixing time