大流量水沙分离装置设计及结构优化试验研究

摘要

黄河作为内蒙古地区主要的水源，带动了当地的工业和农业的发展。然而黄河水泥沙含量高、泥沙颗粒细，很容易堵塞微灌系统的灌水头，极大程度上限制农业灌溉技术的应用。因此当务之急是研究出一种快捷的、高效的分离黄河泥沙装置，缓解农业灌溉地区用水压力。
　　本文对董玉萍设计的多级斜板式水沙分离装置按照一定比例进行放大，制作出适应于大流量的水沙分离装置。对新装置在不同流量、不同进流含沙量进行动水循环试验，分析装置的溢流浓度和分离率，研究优化后的斜板间距和斜板角度对装置水沙分离效果的影响。主要研究内容有以下几个方面：
　　1.采用四种流量和五种进流含沙量进行组合试验，分析装置的溢流浓度的大小以及泥沙分离率。确定该装置流量在10m3/h时溢泥沙分离效果最好，分离率高达92％。
　　2.排沙孔泥沙颗粒D50随着各级斜板级数的变化而变化。第一级斜板间距最大，沉降的泥沙颗粒D50也是最大的，第三级斜板间距最小，沉降的泥沙颗粒D50最小。
　　3.分析各级斜板间距与各级排沙孔颗粒粒径D50的关系，确定该装置的最佳斜板间距组合为25mm、15mm、8mm。
　　4.通过正交试验分析斜板角度的变化对该装置的水沙分离效果的影响。当斜板长边与水平面的夹角为45°、短边与水平面的夹角为60?时装置泥沙分离率最好。
　　5.在装置参数最佳组合下，分析了斜板上泥沙沉降特性，验证了装置结构优化的合理性。

目录

1 绪论

1.1 选题背景与意义

1.2 国内外斜板沉淀池研究现状

1.3 研究目标、内容和方法

2 试验装置与设计

2.1 斜板沉淀池工艺

2.2 泥沙沉速的研究

2.3 多级斜板水沙分离装置

2.4 试验设备与材料

2.5 试验原理

2.6 试验装置

2.7 试验方案

2.8 试验方法

2.9 试验步骤

3 试验结果与分析

3.1 装置的实验现象

3.2 装置的实用性验证

3.3 斜板间距对各级排沙孔颗粒粒径D50的影响

3.4 斜板双向倾角的变化对装置分离率的影响

3.5 斜板参数的数值分析

3.6 本章小结

4 多级斜板沉沙装置泥沙颗粒沉降分析

4.1 泥沙群体沉速分析

4.2 斜板沉淀池泥沙沉降分析

4.3 斜板沉淀池的泥沙分离率理论计算

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

作 者 简 介