威爾克森WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器流場(chǎng)模擬及結(jié)構(gòu)
WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器在污水處理中具有廣泛的應(yīng)用，它zui初是由國(guó)外引進(jìn)而來(lái)。目前國(guó)內(nèi)也有一些公司對(duì)其進(jìn)行自主研究，并推出相應(yīng)的WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器產(chǎn)品研究了自清洗過(guò)濾器的過(guò)濾機(jī)理。以達(dá)西定律為基礎(chǔ)，分別研究了過(guò)濾介質(zhì)和濾餅的壓降。以沉降原理研究了過(guò)濾器反沖洗時(shí)所能攜帶的zui大固體顆粒尺寸。

威爾克森WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器流場(chǎng)模擬及結(jié)構(gòu)
WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器是一種新型的過(guò)濾設(shè)備，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、清洗時(shí)不間斷供水、連續(xù)生產(chǎn)、高效等優(yōu)點(diǎn)。廣泛適用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政等的過(guò)濾分離。利用制圖軟件對(duì)外直徑為2200mm,內(nèi)直徑為970mm,含有6個(gè)盤(pán)的WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并給出其內(nèi)部核心部件的零件圖，并對(duì)其進(jìn)行系列化；利用分析軟件FLUENT,對(duì)直徑為2200mm的WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器的流場(chǎng)分布情況進(jìn)行研究。在傳統(tǒng)U型過(guò)濾盤(pán)的基礎(chǔ)上提出了V型過(guò)濾盤(pán)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了對(duì)比分析；研究了過(guò)濾速度和過(guò)濾介質(zhì)多孔參數(shù)對(duì)流場(chǎng)分布的影響；以U型盤(pán)為對(duì)象，研究了三維情況下，4盤(pán)和8盤(pán)過(guò)濾器的流場(chǎng)分布情況；對(duì)WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。對(duì)U型，V型過(guò)濾盤(pán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)研究，得出U型過(guò)濾盤(pán)在r等于0.57m-0.62m,b等于0.04m-0.06m的結(jié)構(gòu)。V型盤(pán)在r等于0.62m-0.66m范圍，當(dāng)c值不變時(shí)，b值范圍為0.02m-0.03m比較合適；在c值變化時(shí)，c值的范圍為0.02-0.06m比較合適。之后，對(duì)過(guò)濾支撐進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析得出，支撐數(shù)為14的結(jié)構(gòu)較為合適；zui后，對(duì)反沖洗布水管進(jìn)行結(jié)構(gòu)研究，得出合理的布水管結(jié)構(gòu)；搭建局部過(guò)濾試驗(yàn)裝置，進(jìn)行局部試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究，得出試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值分析結(jié)果具有很好的*性。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）-離散單元法（DEM）耦合方法模擬WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器內(nèi)部的氣-固兩相流動(dòng)。在過(guò)濾器過(guò)濾階段，研究過(guò)濾器內(nèi)部纖維與顆粒的特性對(duì)顆粒沉積和團(tuán)聚的影響。此外，改變過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)參數(shù)以分析其對(duì)過(guò)濾器過(guò)濾特性（包括壓降和過(guò)濾效率）的影響。結(jié)果表明：采用CFD-DEM模擬過(guò)濾器過(guò)濾過(guò)程的方法是方便且可行的，模擬結(jié)果與前人的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)、數(shù)值模擬及經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式基本吻合；在過(guò)濾過(guò)程中，顆粒會(huì)在過(guò)濾器表面堆積形成樹(shù)突狀的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)；相對(duì)于氣相流場(chǎng)而言，各個(gè)工況的壓降均增加，呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)；過(guò)濾器的總壓降隨纖維直徑d_1的增加而增加，當(dāng)d_1和纖維延伸長(zhǎng)度H不變時(shí)，壓降隨纖維偏離距離L的增大而減??；當(dāng)d_1和L不變時(shí)，壓降隨H的增大而減小。過(guò)濾效率隨L的增加而減小，H的變化對(duì)過(guò)濾效率基本無(wú)影響。立足于WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器的開(kāi)發(fā)，以及過(guò)濾機(jī)理的研究和流場(chǎng)的優(yōu)化分析，完成了本自清洗過(guò)濾器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器主要包括過(guò)濾部件與傳動(dòng)部件。過(guò)濾部件包括受壓筒體、濾網(wǎng)及吸污器。為滿足工藝要求，筒體開(kāi)有大孔，因此利用有限元軟件ANSYS,按照分析設(shè)計(jì)法校核其應(yīng)力強(qiáng)度與剛度，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。楔形過(guò)濾網(wǎng)，易于反沖洗污泥等雜質(zhì)，由于其結(jié)構(gòu)特殊，因此對(duì)其采用ANSYS分析校核。

威爾克森WILKERSON轉(zhuǎn)盤(pán)過(guò)濾器流場(chǎng)模擬及結(jié)構(gòu)
使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）分析軟件CFX進(jìn)行了一定的對(duì)比分析。 吸污器是過(guò)濾器的重要部件，運(yùn)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）分析軟件CFX,研究了自清洗過(guò)濾器各部件內(nèi)部的流場(chǎng)狀況，得到壓力分布、速度分布等流體力學(xué)特性。分析吸污器流場(chǎng)后，進(jìn)而對(duì)排污管變徑、吸管不等徑、吸嘴不等徑幾種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了流場(chǎng)的優(yōu)化分析。