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

كارشناسي ارشد

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.

207399

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

دكتر عليزاده