Investigation of Admixture Sedimentation in the Horizontal Settler
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Investigation of Admixture Sedimentation in the Horizontal Settler
Дослідження осадження домішок у горизонтальному відстійнику Исследование осаждения примесей в горизонтальном отстойнике |
|
| Creator |
Kozachyna, Vitalii A.
Козачина, Віталій Анатолійович Козачина, Виталий Анатольевич |
|
| Subject |
CFD model
settlers mass transfer water purification physical experiment чисельна модель горизонтальний відстійник очистка води фізичний експеримент КГВ численная модель горизонтальный отстойник очистка воды физический эксперимент |
|
| Description |
Kozachyna, V. A. Investigation of Admixture Sedimentation in the Horizontal Settler / V. A. Kozachyna // Наука та прогрес транспорту. — 2016. — № 4 (64). — Р. 7—14. — doi: 10.15802/stp2016/77827
EN: Purpose. Sedimentation by gravity is the most common and extensively applied treatment process for the removal of solids from water and wastewater and it has been used for over one hundred years. Sedimentation tanks are one of the major parts of a treatment plant especially in purification of turbid flows. Horizontal settlers are mainly used for purification of high quantity of water. In these tanks, the low speed turbid water will flow through the length of the tank and suspended particle have enough time to settle. Finding new and useful methods for calculating and increasing hydraulic efficiency of horizontal settlers is the objective of many theoretical, experimental and numerical studies. But currently used models and methods in Ukraine do not allow taking into account geometrical form and various design features. In this paper the numerical model was developed to evaluate the effectiveness of horizontal settler with modified structure. Methodology. Numerical model is based on: 1) equation of viscous fluid dynamics; 2) mass transfer equation. For numerical simulation the finite difference schemes are used. The numerical calculation is carried out on a rectangular grid. For the formation of the computational domain markers are used. Findings.The model allows obtaining the purification process in the settler with different form and different configuration of baffles. Originality. A new approach to investigate the mass transfer process in horizontal settler was proposed. This approach is based on the developed CFD model. The fluid dynamics model was used for the numerical investigation of flows and waste waters purification. To investigate influence of baffles on settler efficiency physical experiment was carried out. Practical value.The developed model has more capacity than the existing models in Ukraine. The developed model allows computing quickly the efficiency of water purification in settlers. The model is not computationally expensive. Calculation time of one variant of the problem takes few minutes. UK: Мета. Осадження домішок є найбільш простим та широковживаним методом механічної очистки природних або стічних вод. Цей процес реалізується, зокрема, в горизонтальних відстійниках, які є одним із найважливіших елементів у технологічній схемі очищення води. Їх застосування пов'язано з можливістю пропуску досить великих обсягів води. В цих спорудах вода, що очищується, рухається з невеликою швидкістю, що дозволяє домішці осісти. Пошук нових методів для розрахунку горизонтальних відстійників та підвищення їх ефективності є метою багатьох теоретичних, експериментальних та чисельних досліджень. Проте моделі та методики, які в даний час використовуються для розв’язання поставленої задачі, не дозволяють врахувати форму відстійника і різні конструктивні особливості. Метою роботи є побудова чисельної моделі для оцінки ефективності горизонтального відстійника з вертикальними пластинами і проведення експерименту для візуалізації процесу осадження домішки в горизонтальному відстійнику з набором пластин. Методика. Основою моделі є: 1) вихровий рух реальної рідини (рівняння Нав'є-Стокса); 2) рівняння масопереносу. Для чисельного розв’язку рівнянь використовуються різницеві схеми. Чисельний розрахунок здійснюється на прямокутній різницевій сітці. Для формування виду розрахункової області і виділення її особливостей застосовується метод маркування. Результати. Розроблена чисельна модель дозволяє розрахувати процес освітлення води в горизонтальних відстійниках різної форми і з різними конфігураціями пластин. Наукова новизна. Автором представлено новий підхід у дослідженні та розрахунку роботи горизонтальних відстійників різної конфігурації. Даний підхід ґрунтується на чисельному інтегруванні рівнянь руху рідини і масопереносу домішки. Практична значимість. Розроблена чисельна модель розрахунку роботи горизонтальних відстійників пред'являє невеликі вимоги до потужності комп'ютерної техніки. Час розрахунку одного варіанта завдання становить кілька хвилин. RU: Цель. Осаждение примеси является наиболее простым и широкоиспользуемым методом механической очистки природных или сточных вод. Этот процесс реализуется, в частности, в горизонтальных отстойниках, которые являются одним из важнейших элементов в технологической схеме очистки воды. Их использование связано с пропуском достаточно большого количества воды. В этих сооружениях очищаемая вода движется с небольшой скоростью, что позволяет примеси осесть. Поиск новых методов для расчета горизонтальных отстойников и повышения эффективности их работы является целью многих теоретических, экспериментальных и численных исследований. Но модели и методики, которые сейчас используются для решения поставленной задачи, не позволяют учесть форму отстойника и различные конструктивные особенности. Целью работы является построение численной модели для оценки эффективности горизонтального отстойника с вертикальными пластинами и проведение эксперимента для визуализации процесса осаждения примеси в горизонтальном отстойнике с набором пластин. Методика.В основу модели положено: 1) вихревое движение реальной жидкости (уравнения Навье-Стокса); 2) уравнение массопереноса. Для численного моделирования моделирующих уравнений используются разностные схемы. Численный расчет осуществляется на прямоугольной разностной сетке. Для формирования вида расчетной области и выделения ее особенностей применяется метод маркирования. Результаты. Разработанная численная модель позволяет рассчитать процесс осветления воды в горизонтальных отстойниках различной формы и с различными конфигурациями пластин. Научная новизна. Автором представлен новый подход в исследовании и расчете работы горизонтальных отстойников различной конфигурации. Данный подход основывается на численном интегрировании уравнений движения жидкости и массопереноса примеси. Практическая ценность.Разработанная численная модель расчета работы горизонтальных отстойников предъявляет небольшие требования к мощности компьютерной техники. Время расчета одного варианта задачи составляет несколько минут. |
|
| Date |
2016-11-01T09:34:31Z
2016-11-01T09:34:31Z 2016 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi: 10.15802/stp2016/77827
http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/9016 http://stp.diit.edu.ua/article/view/77827/75712 |
|
| Language |
en
|
|
| Publisher |
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
|
|