សូមអរគុណសម្រាប់ការទស្សនា Nature.com ។អ្នកកំពុងប្រើកំណែកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលមានការគាំទ្រ CSS មានកំណត់។សម្រាប់បទពិសោធន៍ដ៏ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលបានអាប់ដេត (ឬបិទមុខងារភាពឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។លើសពីនេះទៀត ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្រជាបន្តបន្ទាប់ យើងបង្ហាញគេហទំព័រដោយគ្មានរចនាប័ទ្ម និង JavaScript។
បង្ហាញរង្វង់នៃស្លាយបីក្នុងពេលតែមួយ។ប្រើប៊ូតុងមុន និងបន្ទាប់ ដើម្បីផ្លាស់ទីតាមស្លាយបីក្នុងពេលតែមួយ ឬប្រើប៊ូតុងគ្រាប់រំកិលនៅចុងបញ្ចប់ ដើម្បីផ្លាស់ទីតាមស្លាយបីក្នុងពេលតែមួយ។
នៅក្នុងការសិក្សានេះ អ៊ីដ្រូឌីណាមិកនៃ flocculation ត្រូវបានវាយតម្លៃដោយការពិសោធន៍ និងការស៊ើបអង្កេតជាលេខនៃវាលល្បឿនលំហូរដ៏ច្របូកច្របល់នៅក្នុងឧបករណ៍ធ្វើមាត្រដ្ឋាន paddle flocculator ។លំហូរច្របូកច្របល់ដែលជំរុញការប្រមូលផ្តុំភាគល្អិត ឬការបំបែក floc មានភាពស្មុគ្រស្មាញ ហើយត្រូវបានពិចារណា និងប្រៀបធៀបនៅក្នុងក្រដាសនេះដោយប្រើគំរូភាពច្របូកច្របល់ពីរគឺ SST k-ω និង IDDES ។លទ្ធផលបង្ហាញថា IDDES ផ្តល់នូវការកែលម្អតិចតួចបំផុតលើ SST k-ω ដែលវាគ្រប់គ្រាន់ក្នុងការក្លែងធ្វើលំហូរយ៉ាងត្រឹមត្រូវនៅក្នុងឧបករណ៍ paddle flocculator ។ពិន្ទុសមត្រូវបានប្រើដើម្បីស៊ើបអង្កេតការបញ្ចូលគ្នានៃលទ្ធផល PIV និង CFD និងដើម្បីប្រៀបធៀបលទ្ធផលនៃគំរូ CFD turbulence ដែលបានប្រើ។ការសិក្សាក៏ផ្តោតលើបរិមាណកត្តារអិល k ដែលមាន 0.18 ក្នុងល្បឿនទាប 3 និង 4 rpm បើប្រៀបធៀបទៅនឹងតម្លៃធម្មតាធម្មតា 0.25 ។ការថយចុះ k ពី 0.25 ទៅ 0.18 បង្កើនថាមពលដែលបានបញ្ជូនទៅអង្គធាតុរាវប្រហែល 27-30% និងបង្កើនជម្រាលល្បឿន (G) ប្រហែល 14% ។នេះមានន័យថាការលាយដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងជាងត្រូវបានសម្រេចបានលើសពីការរំពឹងទុក ដូច្នេះថាមពលតិចត្រូវបានប្រើប្រាស់ ហើយដូច្នេះការប្រើប្រាស់ថាមពលនៅក្នុងអង្គភាព flocculation នៃរោងចក្រប្រព្រឹត្តកម្មទឹកផឹកអាចទាបជាង។
នៅក្នុងការបន្សុតទឹក ការបន្ថែមសារធាតុ coagulants ធ្វើឱ្យមានអស្ថិរភាពដល់ភាគល្អិត colloidal តូចៗ និងភាពមិនបរិសុទ្ធ ដែលបន្ទាប់មកបញ្ចូលគ្នាដើម្បីបង្កើត flocculation នៅដំណាក់កាល flocculation ។Flakes ត្រូវបានចងដោយរលុងនៃ fractal aggregates ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានយកចេញដោយការដោះស្រាយ។លក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិត និងលក្ខខណ្ឌនៃការលាយរាវកំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃដំណើរការ flocculation និងការព្យាបាល។Flocculation ទាមទារការរំជើបរំជួលយឺតៗក្នុងរយៈពេលខ្លី និងថាមពលច្រើនដើម្បីធ្វើអោយទឹកមានបរិមាណច្រើន 1.
កំឡុងពេល flocculation អ៊ីដ្រូឌីណាមិកនៃប្រព័ន្ធទាំងមូល និងគីមីសាស្ត្រនៃអន្តរកម្មនៃភាគល្អិត coagulant កំណត់អត្រាដែលការចែកចាយទំហំភាគល្អិតស្ថានីត្រូវបានសម្រេច2.ពេលដែលភាគល្អិតប៉ះគ្នា ពួកវានៅជាប់គ្នា ៣.Oyegbile, Ay4 បានរាយការណ៍ថាការប៉ះទង្គិចគ្នាអាស្រ័យទៅលើយន្តការដឹកជញ្ជូន flocculation នៃការសាយភាយ Brownian ការកាត់សារធាតុរាវ និងការដោះស្រាយឌីផេរ៉ង់ស្យែល។នៅពេលដែល flakes ប៉ះគ្នា, ពួកវាលូតលាស់និងឈានដល់ដែនកំណត់ទំហំជាក់លាក់មួយ, ដែលអាចនាំឱ្យមានការបែកបាក់, ចាប់តាំងពី flakes មិនអាចទប់ទល់នឹងកម្លាំងនៃ hydrodynamic force5.បំណែកខ្លះដែលខូចទាំងនេះ បញ្ចូលគ្នាទៅជាដុំតូចៗ ឬទំហំដូចគ្នា 6.ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ flakes ដ៏រឹងមាំអាចទប់ទល់នឹងកម្លាំងនេះនិងរក្សាទំហំរបស់ពួកគេនិងសូម្បីតែលូតលាស់7.Yukselen និង Gregory8 បានរាយការណ៍អំពីការសិក្សាដែលទាក់ទងនឹងការបំផ្លាញនៃ flakes និងសមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតឡើងវិញដែលបង្ហាញថាមិនអាចត្រឡប់វិញមានកម្រិត។Bridgeman, Jefferson9 បានប្រើ CFD ដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណឥទ្ធិពលក្នុងស្រុកនៃលំហូរមធ្យម និងភាពច្របូកច្របល់លើការបង្កើត floc និងការបំបែកតាមរយៈជម្រាលល្បឿនក្នុងតំបន់។នៅក្នុងរថក្រោះដែលបំពាក់ដោយ rotor blades វាចាំបាច់ត្រូវផ្លាស់ប្តូរល្បឿនដែលការប្រមូលផ្តុំប៉ះទង្គិចជាមួយភាគល្អិតផ្សេងទៀតនៅពេលដែលពួកវាត្រូវបានធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពគ្រប់គ្រាន់ក្នុងដំណាក់កាល coagulation ។ដោយប្រើ CFD និងល្បឿនបង្វិលទាបប្រហែល 15 rpm Vadasarukkai និង Gagnon11 អាចសម្រេចបាននូវតម្លៃ G សម្រាប់ flocculation ជាមួយ blades រាងសាជី ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលសម្រាប់ភាពច្របូកច្របល់។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយប្រតិបត្តិការនៅតម្លៃ G ខ្ពស់អាចនាំឱ្យ flocculation ។ពួកគេបានស៊ើបអង្កេតពីឥទ្ធិពលនៃល្បឿនលាយលើការកំណត់ល្បឿនមធ្យមនៃជម្រាលល្បឿននៃ pilot paddle flocculator ។ពួកវាបង្វិលក្នុងល្បឿនលើសពី 5 rpm ។
Korpijärvi, Ahlstedt12 បានប្រើគំរូ turbulence បួនផ្សេងគ្នាដើម្បីសិក្សាវាលលំហូរនៅលើកៅអីសាកល្បងធុង។ពួកគេបានវាស់វាលលំហូរដោយប្រើឡាស៊ែរ Doppler anemometer និង PIV ហើយប្រៀបធៀបលទ្ធផលដែលបានគណនាជាមួយនឹងលទ្ធផលដែលបានវាស់។de Oliveira និង Donadel13 បានស្នើវិធីសាស្រ្តជំនួសសម្រាប់ការប៉ាន់ប្រមាណល្បឿនជម្រាលពីលក្ខណៈសម្បត្តិ hydrodynamic ដោយប្រើ CFD ។វិធីសាស្រ្តដែលបានស្នើឡើងត្រូវបានសាកល្បងលើឯកតា flocculation ចំនួនប្រាំមួយដោយផ្អែកលើធរណីមាត្រ helical ។បានវាយតម្លៃពីឥទ្ធិពលនៃពេលវេលារក្សាទុកនៅលើ flocculants និងបានស្នើឡើងនូវគំរូ flocculation ដែលអាចត្រូវបានប្រើជាឧបករណ៍ដើម្បីគាំទ្រការរចនាកោសិកាដែលសមហេតុផលជាមួយនឹងពេលវេលារក្សាទុកទាប 14 ។Zhan, You15 បានស្នើឡើងនូវគំរូសមតុល្យ CFD និងចំនួនប្រជាជនរួមបញ្ចូលគ្នា ដើម្បីក្លែងធ្វើលក្ខណៈលំហូរ និងឥរិយាបទ floc ក្នុងការ flocculation ខ្នាតពេញលេញ។Llano-Serna, Coral-Portillo16 បានស៊ើបអង្កេតលក្ខណៈលំហូរនៃ hydroflocculator ប្រភេទ Cox នៅក្នុងរោងចក្រប្រព្រឹត្តកម្មទឹកនៅ Viterbo ប្រទេសកូឡុំប៊ី។ទោះបីជា CFD មានគុណសម្បត្តិរបស់វាក៏ដោយ វាក៏មានដែនកំណត់ផងដែរ ដូចជាកំហុសលេខក្នុងការគណនា។ដូច្នេះហើយ រាល់លទ្ធផលជាលេខដែលទទួលបាន គួរតែត្រូវបានពិនិត្យ និងវិភាគយ៉ាងយកចិត្តទុកដាក់ ដើម្បីធ្វើការសន្និដ្ឋានយ៉ាងសំខាន់ ១៧.មានការសិក្សាតិចតួចនៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍លើការរចនានៃ baffle flocculators ផ្ដេក ខណៈពេលដែលអនុសាសន៍សម្រាប់ការរចនានៃ hydrodynamic flocculators មានកម្រិត18។Chen, Liao19 បានប្រើការរៀបចំពិសោធន៍ដោយផ្អែកលើការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃពន្លឺរាងប៉ូល ដើម្បីវាស់ស្ទង់ស្ថានភាពនៃប៉ូឡូរីសនៃពន្លឺដែលខ្ចាត់ខ្ចាយចេញពីភាគល្អិតនីមួយៗ។Feng, Zhang20 បានប្រើ Ansys-Fluent ដើម្បីក្លែងធ្វើការចែកចាយនៃចរន្ត eddy និងវិលនៅក្នុងវាលលំហូរនៃ flocculator plate coagulated និង flocculator inter-corrugated ។បន្ទាប់ពីការក្លែងធ្វើលំហូរសារធាតុរាវដែលមានភាពច្របូកច្របល់នៅក្នុង flocculator ដោយប្រើ Ansys-Fluent Gavi21 បានប្រើលទ្ធផលដើម្បីរចនា flocculator ។Vaneli និង Teixeira22 បានរាយការណ៍ថាទំនាក់ទំនងរវាងឌីណាមិករាវនៃ flocculators បំពង់វង់ និងដំណើរការ flocculation នៅតែត្រូវបានគេយល់តិចតួចដើម្បីគាំទ្រការរចនាសមហេតុផល។de Oliveira និង Costa Teixeira23 បានសិក្សាពីប្រសិទ្ធភាព និងបង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិធារាសាស្ត្រនៃ flocculator បំពង់វង់ តាមរយៈការពិសោធន៍រូបវិទ្យា និងការក្លែងធ្វើ CFD ។អ្នកស្រាវជ្រាវជាច្រើនបានសិក្សាពីម៉ាស៊ីនប្រតិកម្មបំពង់ coiled ឬ coiled tube flocculators។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ព័ត៌មានលំអិតអំពីវារីអគ្គិសនីលើការឆ្លើយតបរបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រទាំងនេះចំពោះការរចនា និងលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការផ្សេងៗនៅតែខ្វះខាត (Sartori, Oliveira24; Oliveira, Teixeira25)។Oliveira និង Teixeira26 បង្ហាញលទ្ធផលដើមពីការក្លែងធ្វើទ្រឹស្តី ពិសោធន៍ និង CFD នៃ flocculator វង់។Oliveira និង Teixeira27 បានស្នើឱ្យប្រើ spiral coil ជា reactor coagulation-flocculation រួមជាមួយនឹងប្រព័ន្ធ decanter ធម្មតា។ពួកគេរាយការណ៍ថាលទ្ធផលដែលទទួលបានសម្រាប់ប្រសិទ្ធភាពនៃការដកយកចេញនូវភាពច្របូកច្របល់គឺមានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីអ្វីដែលទទួលបានជាមួយនឹងគំរូដែលប្រើជាទូទៅសម្រាប់វាយតម្លៃការហូរចេញ ដែលស្នើឱ្យមានការប្រុងប្រយ័ត្ននៅពេលប្រើម៉ូដែលបែបនេះ។Moruzzi និង de Oliveira [28] បានយកគំរូតាមឥរិយាបទនៃប្រព័ន្ធនៃអង្គជំនុំជម្រះ flocculation បន្តនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការផ្សេងៗ រួមទាំងការប្រែប្រួលនៃចំនួនអង្គជំនុំជម្រះដែលបានប្រើ និងការប្រើប្រាស់ជម្រាលល្បឿនក្រឡាថេរ ឬ ធ្វើមាត្រដ្ឋាន។Romphophak, Le Men29 PIV ការវាស់វែងល្បឿនភ្លាមៗនៅក្នុងម៉ាស៊ីនសម្អាតយន្តហោះដែលមានទំហំពីរ។ពួកគេបានរកឃើញឈាមរត់ដែលជំរុញដោយយន្តហោះប្រតិកម្មខ្លាំងនៅក្នុងតំបន់ flocculation និងបានប៉ាន់ប្រមាណអត្រាកាត់ក្នុងស្រុក និងភ្លាមៗ។
Shah, Joshi30 រាយការណ៍ថា CFD ផ្តល់នូវជម្រើសដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយសម្រាប់ការកែលម្អការរចនា និងការទទួលបានលក្ខណៈលំហូរនិម្មិត។នេះជួយជៀសវាងការរៀបចំពិសោធន៍ទូលំទូលាយ។CFD កំពុងត្រូវបានប្រើប្រាស់កាន់តែខ្លាំងឡើងដើម្បីវិភាគរោងចក្រប្រព្រឹត្តកម្មទឹក និងទឹកសំណល់ (Melo, Freire31; Alalm, Nasr32; Bridgeman, Jefferson9; Samaras, Zouboulis33; Wang, Wu34; Zhang, Tejada-Martínez35)។អ្នកស៊ើបអង្កេតជាច្រើនបានធ្វើការពិសោធន៍លើឧបករណ៍ធ្វើតេស្ត (Bridgeman, Jefferson36; Bridgeman, Jefferson5; Jarvis, Jefferson6; Wang, Wu34) និង perforated disc flocculators31។អ្នកផ្សេងទៀតបានប្រើ CFD ដើម្បីវាយតម្លៃ hydroflocculators (Bridgeman, Jefferson5; Vadasarukkai, Gagnon37) ។Ghawi21 បានរាយការណ៍ថាម៉ាស៊ីន flocculator មេកានិចត្រូវការការថែទាំជាទៀងទាត់ព្រោះវាជារឿយៗខូចហើយត្រូវការអគ្គិសនីច្រើន។
ដំណើរការនៃ paddle flocculator គឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើ hydrodynamics នៃអាងស្តុកទឹក។កង្វះការយល់ដឹងអំពីបរិមាណនៃវាលល្បឿនលំហូរនៅក្នុង flocculators បែបនេះត្រូវបានកត់សម្គាល់យ៉ាងច្បាស់នៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍ ( Howe, Hand38; Hendricks39) ។ម៉ាស់ទឹកទាំងមូលគឺស្ថិតនៅក្រោមចលនារបស់ impeller flocculator ដូច្នេះការរអិលត្រូវបានរំពឹងទុក។ជាធម្មតា ល្បឿននៃសារធាតុរាវគឺតិចជាងល្បឿននៃ blade ដោយកត្តារអិល k ដែលត្រូវបានកំណត់ថាជាសមាមាត្រនៃល្បឿននៃតួទឹកទៅនឹងល្បឿននៃ paddle wheel។Bhole40 បានរាយការណ៍ថាមានកត្តាមិនស្គាល់ចំនួនបីដែលត្រូវពិចារណានៅពេលរចនា flocculator មួយគឺ ល្បឿនជម្រាល មេគុណអូស និងល្បឿនទឹកដែលទាក់ទងជាមួយ blade ។
Camp41 រាយការណ៍ថានៅពេលពិចារណាម៉ាស៊ីនដែលមានល្បឿនលឿនល្បឿនគឺប្រហែល 24% នៃល្បឿន rotor និងខ្ពស់រហូតដល់ 32% សម្រាប់ម៉ាស៊ីនល្បឿនទាប។អវត្ដមាននៃ septa, Droste និង Ger42 បានប្រើតម្លៃ ak នៃ 0.25 ខណៈពេលដែលនៅក្នុងករណីនៃ septa, k មានចាប់ពី 0 ទៅ 0.15 ។Howe, Hand38 ណែនាំថា k ស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី 0.2 ទៅ 0.3។Hendrix39 ទាក់ទងនឹងកត្តារអិលទៅនឹងល្បឿនបង្វិលដោយប្រើរូបមន្តជាក់ស្តែង ហើយបានសន្និដ្ឋានថាកត្តារអិលក៏ស្ថិតនៅក្នុងជួរដែលបង្កើតឡើងដោយ Camp41 ផងដែរ។Bratby43 បានរាយការណ៍ថា k គឺប្រហែល 0.2 សម្រាប់ល្បឿន impeller ពី 1.8 ទៅ 5.4 rpm និងកើនឡើងដល់ 0.35 សម្រាប់ល្បឿន impeller ពី 0.9 ទៅ 3 rpm ។អ្នកស្រាវជ្រាវផ្សេងទៀតរាយការណ៍ពីជួរដ៏ធំទូលាយនៃតម្លៃមេគុណអូស (Cd) ពី 1.0 ដល់ 1.8 និង slip coefficient k តម្លៃពី 0.25 ទៅ 0.40 (Feir និង Geyer44; Hyde និង Ludwig45; Harris, Kaufman46; van Duuren47 និង Brat) )អក្សរសិល្ប៍មិនបង្ហាញពីការរីកចម្រើនគួរឱ្យកត់សម្គាល់ក្នុងការកំណត់ និងបរិមាណ k ចាប់តាំងពីការងាររបស់ Camp41 ។
ដំណើរការ flocculation គឺផ្អែកលើភាពច្របូកច្របល់ ដើម្បីជួយសម្រួលដល់ការប៉ះទង្គិចគ្នា ដែលល្បឿនជម្រាលល្បឿន (G) ត្រូវបានប្រើដើម្បីវាស់ស្ទង់ភាពច្របូកច្របល់/flocculation។ការលាយគឺជាដំណើរការនៃការបំបែកសារធាតុគីមីក្នុងទឹកយ៉ាងឆាប់រហ័ស និងស្មើភាពគ្នា។កម្រិតនៃការលាយត្រូវបានវាស់ដោយជម្រាលល្បឿន៖
ដែល G = ល្បឿនជម្រាល (sec-1), P = ការបញ្ចូលថាមពល (W), V = បរិមាណទឹក (m3), μ = viscosity ថាមវន្ត (Pa s) ។
តម្លៃ G កាន់តែខ្ពស់ ការលាយបញ្ចូលគ្នាកាន់តែច្រើន។ការលាយបញ្ចូលគ្នាឱ្យបានហ្មត់ចត់គឺចាំបាច់ដើម្បីធានាឱ្យមានការ coagulation ឯកសណ្ឋាន។អក្សរសិល្ប៍បង្ហាញថាប៉ារ៉ាម៉ែត្ររចនាសំខាន់បំផុតគឺពេលវេលាលាយ (t) និងល្បឿនជម្រាល (G) ។ដំណើរការ flocculation គឺផ្អែកលើភាពច្របូកច្របល់ ដើម្បីជួយសម្រួលដល់ការប៉ះទង្គិចគ្នា ដែលល្បឿនជម្រាលល្បឿន (G) ត្រូវបានប្រើដើម្បីវាស់ស្ទង់ភាពច្របូកច្របល់/flocculation។តម្លៃនៃការរចនាធម្មតាសម្រាប់ G គឺពី 20 ទៅ 70 s–1, t គឺ 15 ទៅ 30 នាទី និង Gt (គ្មានវិមាត្រ) គឺ 104 ទៅ 105 ។ រថក្រោះចម្រុះរហ័សដំណើរការល្អបំផុតជាមួយនឹងតម្លៃ G ពី 700 ទៅ 1000 ជាមួយនឹងពេលវេលាស្នាក់នៅ ប្រហែល 2 នាទី។
ដែល P គឺជាថាមពលដែលបញ្ចូនទៅអង្គធាតុរាវដោយ blade flocculator នីមួយៗ N ជាល្បឿនបង្វិល b ជាប្រវែង blade ρ ជាដង់ស៊ីតេទឹក r ជាកាំ ហើយ k ជាមេគុណរអិល។សមីការនេះត្រូវបានអនុវត្តចំពោះ blade នីមួយៗដោយឡែកពីគ្នា ហើយលទ្ធផលត្រូវបានបូកសរុបដើម្បីផ្តល់នូវការបញ្ចូលថាមពលសរុបរបស់ flocculator ។ការសិក្សាដោយប្រុងប្រយ័ត្ននៃសមីការនេះបង្ហាញពីសារៈសំខាន់នៃកត្តារអិល k នៅក្នុងដំណើរការរចនានៃ paddle flocculator ។អក្សរសិល្ប៍មិនបញ្ជាក់ពីតម្លៃពិតប្រាកដនៃ k ទេ ប៉ុន្តែសូមណែនាំជួរដូចដែលបានបញ្ជាក់ពីមុន។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយទំនាក់ទំនងរវាងថាមពល P និងមេគុណរអិល k គឺគូប។ដូច្នេះប្រសិនបើប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងអស់គឺដូចគ្នាឧទាហរណ៍ការផ្លាស់ប្តូរ k ពី 0.25 ទៅ 0.3 នឹងនាំឱ្យមានការថយចុះនៃថាមពលដែលបានបញ្ជូនទៅវត្ថុរាវក្នុងមួយ blade ប្រហែល 20% ហើយការកាត់បន្ថយ k ពី 0.25 ទៅ 0.18 នឹងកើនឡើង។ដោយប្រហែល 27-30% ក្នុងមួយ vane ថាមពលត្រូវបានបញ្ជូនទៅសារធាតុរាវ។ទីបំផុត ឥទ្ធិពលនៃ k លើការរចនា flocculator paddle ប្រកបដោយនិរន្តរភាពចាំបាច់ត្រូវស៊ើបអង្កេតតាមរយៈបរិមាណបច្ចេកទេស។
ការគណនាបរិមាណជាក់ស្តែងនៃការរអិល តម្រូវឱ្យមានការមើលឃើញលំហូរ និងការក្លែងធ្វើ។ដូច្នេះ វាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការពិពណ៌នាអំពីល្បឿន tangential នៃ blade ក្នុងទឹកក្នុងល្បឿនបង្វិលជាក់លាក់មួយនៅចម្ងាយរ៉ាឌីកាល់ផ្សេងគ្នាពី shaft និងនៅជម្រៅផ្សេងគ្នាពីផ្ទៃទឹក ដើម្បីវាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពនៃទីតាំង blade ផ្សេងគ្នា។
នៅក្នុងការសិក្សានេះ អ៊ីដ្រូឌីណាមិកនៃ flocculation ត្រូវបានវាយតម្លៃដោយការពិសោធន៍ និងការស៊ើបអង្កេតជាលេខនៃវាលល្បឿនលំហូរដ៏ច្របូកច្របល់នៅក្នុងឧបករណ៍ធ្វើមាត្រដ្ឋាន paddle flocculator ។ការវាស់វែង PIV ត្រូវបានកត់ត្រានៅលើ flocculator បង្កើតវណ្ឌវង្កល្បឿនជាមធ្យមដែលបង្ហាញពីល្បឿននៃភាគល្អិតទឹកនៅជុំវិញស្លឹក។លើសពីនេះទៀត ANSYS-Fluent CFD ត្រូវបានប្រើដើម្បីក្លែងធ្វើលំហូរវិលនៅខាងក្នុង flocculator និងបង្កើតវណ្ឌវង្កល្បឿនជាមធ្យម។គំរូ CFD លទ្ធផលត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការវាយតម្លៃការឆ្លើយឆ្លងរវាងលទ្ធផល PIV និង CFD ។ការផ្តោតអារម្មណ៍នៃការងារនេះគឺទៅលើការវាស់វែងមេគុណរអិល k ដែលជាប៉ារ៉ាម៉ែត្ររចនាគ្មានវិមាត្រនៃ paddle flocculator ។ការងារដែលបានបង្ហាញនៅទីនេះផ្តល់នូវមូលដ្ឋានថ្មីមួយសម្រាប់ការគណនាមេគុណរអិល k ក្នុងល្បឿនទាប 3 rpm និង 4 rpm ។ផលប៉ះពាល់នៃលទ្ធផលដោយផ្ទាល់រួមចំណែកដល់ការយល់ដឹងកាន់តែប្រសើរឡើងអំពី hydrodynamics នៃធុង flocculation ។
flocculator មន្ទីរពិសោធន៍មានប្រអប់រាងចតុកោណកំពូលបើកចំហដែលមានកម្ពស់សរុប 147 សង់ទីម៉ែត្រ កម្ពស់ 39 សង់ទីម៉ែត្រ ទទឹងរួម 118 សង់ទីម៉ែត្រ និងប្រវែងសរុប 138 សង់ទីម៉ែត្រ (រូបភាព 1) ។លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសំខាន់នៃការរចនាដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Camp49 ត្រូវបានប្រើដើម្បីរចនាឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ទំហំមន្ទីរពិសោធន៍ និងអនុវត្តគោលការណ៍នៃការវិភាគវិមាត្រ។កន្លែងពិសោធន៍ត្រូវបានសាងសង់នៅមន្ទីរពិសោធន៍វិស្វកម្មបរិស្ថាននៃសាកលវិទ្យាល័យអាមេរិកលីបង់ (Byblos ប្រទេសលីបង់)។
អ័ក្សផ្តេកមានទីតាំងនៅកម្ពស់ 60 សង់ទីម៉ែត្រពីបាតនិងផ្ទុកកង់ពីរ។កង់នីមួយៗមាន 4 paddles ដែលមាន 3 paddles នៅលើ paddle នីមួយៗសម្រាប់ paddles សរុប 12 paddles ។Flocculation តម្រូវឱ្យមានការរំជើបរំជួលទន់ភ្លន់ក្នុងល្បឿនទាបពី 2 ទៅ 6 rpm ។ល្បឿនលាយទូទៅបំផុតនៅក្នុង flocculators គឺ 3 rpm និង 4 rpm ។លំហូរ flocculator មាត្រដ្ឋានមន្ទីរពិសោធន៍ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីតំណាងឱ្យលំហូរនៅក្នុងធុង flocculation នៃរោងចក្រប្រព្រឹត្តកម្មទឹកផឹក។ថាមពលត្រូវបានគណនាដោយប្រើសមីការប្រពៃណី 42 ។សម្រាប់ល្បឿនបង្វិលទាំងពីរ ជម្រាលល្បឿន \(\stackrel{\mathrm{-}}{\text{G}}\) គឺធំជាង 10 \({\text{sec}}^{-{1}}\) លេខ Reynolds បង្ហាញពីលំហូរចលាចល (តារាងទី 1) ។
PIV ត្រូវបានប្រើដើម្បីសម្រេចបាននូវការវាស់វែងត្រឹមត្រូវ និងបរិមាណនៃវ៉ិចទ័រល្បឿនរាវក្នុងពេលដំណាលគ្នាក្នុងចំនួនដ៏ច្រើននៃពិន្ទុ 50 ។ការរៀបចំពិសោធន៍នេះរួមមានឧបករណ៍បំពងទំហំមន្ទីរពិសោធន៍ ប្រព័ន្ធ LaVision PIV (2017) និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឡាស៊ែរខាងក្រៅ Arduino ។ដើម្បីបង្កើតទម្រង់ល្បឿនជាមធ្យមតាមពេលវេលា រូបភាព PIV ត្រូវបានថតជាប់គ្នានៅទីតាំងតែមួយ។ប្រព័ន្ធ PIV ត្រូវបានក្រិតតាមខ្នាតដូចថាតំបន់គោលដៅគឺស្ថិតនៅចំកណ្តាលនៃប្រវែងនៃដាវទាំងបីនៃដៃ paddle ជាក់លាក់មួយ។កេះខាងក្រៅមានឡាស៊ែរដែលមានទីតាំងនៅផ្នែកម្ខាងនៃទទឹង flocculator និងឧបករណ៍ទទួលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានៅផ្នែកម្ខាងទៀត។រាល់ពេលដែលដៃ flocculator រារាំងផ្លូវឡាស៊ែរ សញ្ញាមួយត្រូវបានបញ្ជូនទៅប្រព័ន្ធ PIV ដើម្បីចាប់យករូបភាពជាមួយនឹងឡាស៊ែរ PIV និងកាមេរ៉ាដែលធ្វើសមកាលកម្មជាមួយឯកតាកំណត់ពេលវេលាដែលអាចកំណត់កម្មវិធីបាន។នៅលើរូបភព។2 បង្ហាញពីការដំឡើងប្រព័ន្ធ PIV និងដំណើរការទិញរូបភាព។
ការកត់ត្រា PIV ត្រូវបានចាប់ផ្តើមបន្ទាប់ពី flocculator ត្រូវបានដំណើរការរយៈពេល 5-10 នាទីដើម្បីធ្វើឱ្យលំហូរធម្មតា និងយកទៅក្នុងគណនីវាលសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរដូចគ្នា។ការក្រិតតាមខ្នាតត្រូវបានសម្រេចដោយប្រើចានក្រិតដែលដាក់នៅក្នុង flocculator ហើយដាក់នៅចំកណ្តាលនៃប្រវែងនៃ blade ចំណាប់អារម្មណ៍។កែតម្រូវទីតាំងនៃឡាស៊ែរ PIV ដើម្បីបង្កើតជាសន្លឹកពន្លឺរាបស្មើដោយផ្ទាល់ពីលើបន្ទះក្រិត។កត់ត្រាតម្លៃដែលបានវាស់សម្រាប់ល្បឿនបង្វិលនៃ blade នីមួយៗ ហើយល្បឿនបង្វិលដែលបានជ្រើសរើសសម្រាប់ការពិសោធន៍គឺ 3 rpm និង 4 rpm ។
សម្រាប់ការថត PIV ទាំងអស់ ចន្លោះពេលរវាងឡាស៊ែរពីរត្រូវបានកំណត់ក្នុងចន្លោះពី 6900 ទៅ 7700 µs ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការផ្លាស់ទីលំនៅភាគល្អិតអប្បបរមា 5 ភីកសែល។ការធ្វើតេស្តសាកល្បងត្រូវបានធ្វើឡើងលើចំនួនរូបភាពដែលត្រូវការ ដើម្បីទទួលបានការវាស់វែងពេលវេលាជាមធ្យមត្រឹមត្រូវ។ស្ថិតិវ៉ិចទ័រត្រូវបានប្រៀបធៀបសម្រាប់គំរូដែលមានរូបភាព 40, 50, 60, 80, 100, 120, 160, 200, 240 និង 280 រូបភាព។ទំហំគំរូនៃរូបភាពចំនួន 240 ត្រូវបានគេរកឃើញថាផ្តល់លទ្ធផលពេលវេលាជាមធ្យមដែលមានស្ថេរភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យថារូបភាពនីមួយៗមានស៊ុមពីរ។
ដោយសារលំហូរនៅក្នុង flocculator មានភាពច្របូកច្របល់ បង្អួចសួរចម្លើយតូចមួយ និងភាគល្អិតមួយចំនួនធំត្រូវបានទាមទារដើម្បីដោះស្រាយរចនាសម្ព័ន្ធច្របូកច្របល់តូចៗ។ការកាត់បន្ថយទំហំដដែលៗជាច្រើនត្រូវបានអនុវត្ត រួមជាមួយនឹងក្បួនដោះស្រាយការជាប់ទាក់ទងគ្នា ដើម្បីធានាបាននូវភាពត្រឹមត្រូវ។ទំហំបង្អួចស្ទង់មតិដំបូង 48 × 48 ភីកសែលជាមួយនឹងការត្រួតគ្នា 50% និងដំណើរការសម្របខ្លួនមួយត្រូវបានបន្តដោយទំហំបង្អួចបោះឆ្នោតចុងក្រោយនៃ 32 × 32 ភីកសែលជាមួយនឹងការត្រួតគ្នា 100% និងដំណើរការសម្របខ្លួនពីរ។លើសពីនេះទៀត ប្រហោងកញ្ចក់ត្រូវបានគេប្រើជាភាគល្អិតគ្រាប់ពូជនៅក្នុងលំហូរ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានភាគល្អិតយ៉ាងហោចណាស់ 10 ក្នុងមួយបង្អួចបោះឆ្នោត។ការថត PIV ត្រូវបានបង្កឡើងដោយប្រភពកេះនៅក្នុងអង្គភាពកំណត់ពេលកម្មវិធី (PTU) ដែលទទួលខុសត្រូវសម្រាប់ប្រតិបត្តិការ និងធ្វើសមកាលកម្មប្រភពឡាស៊ែរ និងកាមេរ៉ា។
កញ្ចប់ CFD ពាណិជ្ជកម្ម ANSYS Fluent v 19.1 ត្រូវបានប្រើដើម្បីអភិវឌ្ឍគំរូ 3D និងដោះស្រាយសមីការលំហូរមូលដ្ឋាន។
ដោយប្រើ ANSYS-Fluent គំរូ 3D នៃ paddle flocculator ខ្នាតមន្ទីរពិសោធន៍ត្រូវបានបង្កើតឡើង។គំរូនេះត្រូវបានផលិតឡើងក្នុងទម្រង់ជាប្រអប់រាងចតុកោណ ដែលមានកង់រុញពីរដែលដាក់នៅលើអ័ក្សផ្តេក ដូចជាគំរូមន្ទីរពិសោធន៍។ម៉ូដែលដែលគ្មាន Freeboard មានកម្ពស់ 108 សង់ទីម៉ែត្រ ទទឹង 118 សង់ទីម៉ែត្រ និងប្រវែង 138 សង់ទីម៉ែត្រ។យន្តហោះរាងស៊ីឡាំងផ្ដេកត្រូវបានបន្ថែមជុំវិញឧបករណ៍លាយ។ការបង្កើតយន្តហោះរាងស៊ីឡាំងគួរតែអនុវត្តការបង្វិលឧបករណ៍លាយទាំងមូលក្នុងដំណាក់កាលដំឡើង និងក្លែងធ្វើវាលលំហូរបង្វិលនៅខាងក្នុង flocculator ដូចបង្ហាញក្នុងរូបទី 3a ។
ដ្យាក្រាមធរណីមាត្រ 3D ANSYS-ស្ទាត់ជំនាញ និងគំរូ ANSYS-fluent flocculator body mesh នៅលើយន្តហោះចំណាប់អារម្មណ៍ ដ្យាក្រាម ANSYS-fluent នៅលើយន្តហោះចំណាប់អារម្មណ៍។
ធរណីមាត្រគំរូមានពីរតំបន់ ដែលនីមួយៗជាវត្ថុរាវ។នេះត្រូវបានសម្រេចដោយប្រើអនុគមន៍ដកឡូជីខល។ដំបូងដកស៊ីឡាំង (រួមទាំងឧបករណ៍លាយ) ចេញពីប្រអប់ដើម្បីតំណាងឱ្យអង្គធាតុរាវ។បនា្ទាប់មកដកឧបករណ៍លាយពីស៊ីឡាំងលទ្ធផលជាវត្ថុពីរ: ឧបករណ៍លាយនិងអង្គធាតុរាវ។ទីបំផុតចំណុចប្រទាក់រអិលត្រូវបានអនុវត្តរវាងតំបន់ទាំងពីរ៖ ចំណុចប្រទាក់ស៊ីឡាំង - ស៊ីឡាំង និងចំណុចប្រទាក់ស៊ីឡាំង - ឧបករណ៍លាយ (រូបភាពទី 3 ក) ។
សំណាញ់នៃគំរូដែលបានសាងសង់ត្រូវបានបញ្ចប់ដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការនៃគំរូភាពច្របូកច្របល់ដែលនឹងត្រូវបានប្រើដើម្បីដំណើរការការក្លែងធ្វើលេខ។សំណាញ់ដែលគ្មានរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានស្រទាប់ពង្រីកនៅជិតផ្ទៃរឹងត្រូវបានប្រើប្រាស់។បង្កើតស្រទាប់ពង្រីកសម្រាប់ជញ្ជាំងទាំងអស់ដែលមានអត្រាកំណើន 1.2 ដើម្បីធានាថាលំនាំលំហូរស្មុគស្មាញត្រូវបានចាប់យក ជាមួយនឹងកម្រាស់ស្រទាប់ទីមួយនៃ \(7\mathrm{ x }{10}^{-4}\) m ដើម្បីធានាថា \ ( {\ អត្ថបទ {y))^{+}\le 1.0\) ។ទំហំរាងកាយត្រូវបានកែតម្រូវដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ tetrahedron សម។ទំហំផ្នែកខាងមុខនៃចំណុចប្រទាក់ពីរដែលមានទំហំធាតុ 2.5 × \({10}^{-3}\) m ត្រូវបានបង្កើត ហើយទំហំផ្នែកខាងមុខរបស់ឧបករណ៍លាយ 9 × \({10}^{-3}\) m ត្រូវបានអនុវត្ត។សំណាញ់ដែលបានបង្កើតដំបូងមានធាតុ 2144409 (រូបភាព 3b) ។
គំរូ k–ε turbulence ប៉ារ៉ាម៉ែត្រពីរត្រូវបានជ្រើសរើសជាគំរូមូលដ្ឋានដំបូង។ដើម្បីក្លែងធ្វើលំហូរវិលនៅក្នុង flocculator យ៉ាងត្រឹមត្រូវ គំរូដែលមានតម្លៃថ្លៃជាងក្នុងការគណនាត្រូវបានជ្រើសរើស។លំហូរវិលជុំដ៏ច្របូកច្របល់នៅខាងក្នុង flocculator ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតជាលេខដោយប្រើគំរូ CFD ពីរ៖ SST k–ω51 និង IDDES52 ។លទ្ធផលនៃម៉ូដែលទាំងពីរត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងលទ្ធផលពិសោធន៍ PIV ដើម្បីធ្វើសុពលភាពគំរូ។ទីមួយ ម៉ូដែល SST k-ω turbulence គឺជាគំរូ viscosity ច្របូកច្របល់សមីការពីរសម្រាប់កម្មវិធីឌីណាមិករាវ។នេះគឺជាគំរូកូនកាត់ដែលរួមបញ្ចូលគ្នារវាងម៉ូដែល Wilcox k-ω និង k-ε។មុខងារលាយធ្វើឱ្យម៉ូដែល Wilcox សកម្មនៅជិតជញ្ជាំង និងម៉ូដែល k-ε នៅក្នុងលំហូរដែលកំពុងមកដល់។នេះធានាថាគំរូត្រឹមត្រូវត្រូវបានប្រើពេញវាលលំហូរ។វាព្យាករណ៍យ៉ាងត្រឹមត្រូវនូវការបំបែកលំហូរដោយសារតែជម្រាលសម្ពាធអវិជ្ជមាន។ទីពីរ វិធីសាស្ត្រ Advanced Deferred Eddy Simulation (IDDES) ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងគំរូ Individual Eddy Simulation (DES) ជាមួយនឹងគំរូ SST k-ω RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) ត្រូវបានជ្រើសរើស។IDDES គឺជាគំរូ RANS-LES កូនកាត់ (ការក្លែងធ្វើទ្រង់ទ្រាយធំ) ដែលផ្តល់នូវគំរូក្លែងធ្វើមាត្រដ្ឋានគុណភាពបង្ហាញ (SRS) ដែលអាចបត់បែនបាន និងងាយស្រួលប្រើជាងមុន។វាត្រូវបានផ្អែកលើគំរូ LES ដើម្បីដោះស្រាយ eddies ធំ និងត្រឡប់ទៅ SST k-ω ដើម្បីក្លែងធ្វើទ្រង់ទ្រាយតូច។ការវិភាគស្ថិតិនៃលទ្ធផលដែលបានមកពីការក្លែងធ្វើ SST k–ω និង IDDES ត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងលទ្ធផល PIV ដើម្បីធ្វើសុពលភាពគំរូ។
គំរូ k–ε turbulence ប៉ារ៉ាម៉ែត្រពីរត្រូវបានជ្រើសរើសជាគំរូមូលដ្ឋានដំបូង។ដើម្បីក្លែងធ្វើលំហូរវិលនៅក្នុង flocculator យ៉ាងត្រឹមត្រូវ គំរូដែលមានតម្លៃថ្លៃជាងក្នុងការគណនាត្រូវបានជ្រើសរើស។លំហូរវិលជុំដ៏ច្របូកច្របល់នៅខាងក្នុង flocculator ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតជាលេខដោយប្រើគំរូ CFD ពីរ៖ SST k–ω51 និង IDDES52 ។លទ្ធផលនៃម៉ូដែលទាំងពីរត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងលទ្ធផលពិសោធន៍ PIV ដើម្បីធ្វើសុពលភាពគំរូ។ទីមួយ ម៉ូដែល SST k-ω turbulence គឺជាគំរូ viscosity ច្របូកច្របល់សមីការពីរសម្រាប់កម្មវិធីឌីណាមិករាវ។នេះគឺជាគំរូកូនកាត់ដែលរួមបញ្ចូលគ្នារវាងម៉ូដែល Wilcox k-ω និង k-ε។មុខងារលាយធ្វើឱ្យម៉ូដែល Wilcox សកម្មនៅជិតជញ្ជាំង និងម៉ូដែល k-ε នៅក្នុងលំហូរដែលកំពុងមកដល់។នេះធានាថាគំរូត្រឹមត្រូវត្រូវបានប្រើពេញវាលលំហូរ។វាព្យាករណ៍យ៉ាងត្រឹមត្រូវនូវការបំបែកលំហូរដោយសារតែជម្រាលសម្ពាធអវិជ្ជមាន។ទីពីរ វិធីសាស្ត្រ Advanced Deferred Eddy Simulation (IDDES) ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងគំរូ Individual Eddy Simulation (DES) ជាមួយនឹងគំរូ SST k-ω RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) ត្រូវបានជ្រើសរើស។IDDES គឺជាគំរូ RANS-LES កូនកាត់ (ការក្លែងធ្វើទ្រង់ទ្រាយធំ) ដែលផ្តល់នូវគំរូក្លែងធ្វើមាត្រដ្ឋានគុណភាពបង្ហាញ (SRS) ដែលអាចបត់បែនបាន និងងាយស្រួលប្រើជាងមុន។វាត្រូវបានផ្អែកលើគំរូ LES ដើម្បីដោះស្រាយ eddies ធំ និងត្រឡប់ទៅ SST k-ω ដើម្បីក្លែងធ្វើទ្រង់ទ្រាយតូច។ការវិភាគស្ថិតិនៃលទ្ធផលដែលបានមកពីការក្លែងធ្វើ SST k–ω និង IDDES ត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងលទ្ធផល PIV ដើម្បីធ្វើសុពលភាពគំរូ។
ប្រើឧបករណ៍ដោះស្រាយអន្តរកាលផ្អែកលើសម្ពាធ ហើយប្រើទំនាញក្នុងទិសដៅ Y ។ការបង្វិលត្រូវបានសម្រេចដោយការផ្តល់ចលនាសំណាញ់ទៅឧបករណ៍លាយដែលប្រភពដើមនៃអ័ក្សរង្វិលគឺនៅចំកណ្តាលនៃអ័ក្សផ្តេក ហើយទិសដៅនៃអ័ក្សរង្វិលគឺនៅក្នុងទិស Z ។ចំណុចប្រទាក់ Mesh ត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ចំណុចប្រទាក់ធរណីមាត្រគំរូទាំងពីរ ដែលបណ្តាលឱ្យមានគែមប្រអប់ពីរ។ដូចនៅក្នុងបច្ចេកទេសពិសោធន៍ ល្បឿនបង្វិលត្រូវគ្នានឹង 3 និង 4 បដិវត្តន៍។
លក្ខខណ្ឌព្រំដែនសម្រាប់ជញ្ជាំងនៃឧបករណ៍លាយនិង flocculator ត្រូវបានកំណត់ដោយជញ្ជាំងហើយការបើកផ្នែកខាងលើនៃ flocculator ត្រូវបានកំណត់ដោយច្រកចេញជាមួយនឹងសម្ពាធរង្វាស់សូន្យ (រូបភាព 3 គ) ។គ្រោងការណ៍ទំនាក់ទំនងសម្ពាធ - ល្បឿនសាមញ្ញ ការបែងចែកជម្រាលនៃមុខងារលំដាប់ទីពីរជាមួយនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងអស់ដោយផ្អែកលើធាតុការ៉េតិចបំផុត។លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យនៃការបញ្ចូលគ្នាសម្រាប់អថេរលំហូរទាំងអស់គឺជាសំណល់ដែលបានធ្វើមាត្រដ្ឋាន 1 x \({10}^{-3}\) ។ចំនួនអតិបរមានៃការធ្វើម្តងទៀតក្នុងមួយជំហានគឺ 20 ហើយទំហំជំហានត្រូវគ្នាទៅនឹងការបង្វិល 0.5°។ដំណោះស្រាយរួមគ្នានៅការធ្វើឡើងវិញលើកទី 8 សម្រាប់គំរូ SST k–ω និងនៅការធ្វើម្តងទៀតទី 12 ដោយប្រើ IDDES ។លើសពីនេះទៀតចំនួនជំហាននៃពេលវេលាត្រូវបានគណនាដូច្នេះឧបករណ៍លាយបានធ្វើយ៉ាងហោចណាស់ 12 បដិវត្តន៍។អនុវត្តគំរូទិន្នន័យសម្រាប់ស្ថិតិពេលវេលាបន្ទាប់ពីការបង្វិលចំនួន 3 ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានលំហូរធម្មតា ស្រដៀងនឹងនីតិវិធីពិសោធន៍។ការប្រៀបធៀបលទ្ធផលនៃរង្វិលជុំល្បឿនសម្រាប់បដិវត្តន៍នីមួយៗផ្តល់លទ្ធផលដូចគ្នាសម្រាប់បដិវត្តន៍បួនចុងក្រោយ ដែលបង្ហាញថាស្ថានភាពស្ថិរភាពមួយត្រូវបានឈានដល់។ការកែប្រែបន្ថែមមិនបានធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវវណ្ឌវង្កល្បឿនមធ្យមទេ។
ដំណាក់កាលពេលវេលាត្រូវបានកំណត់ទាក់ទងទៅនឹងល្បឿនបង្វិល 3 rpm ឬ 4 rpm ។ជំហានពេលវេលាត្រូវបានកែលម្អទៅពេលវេលាដែលត្រូវការដើម្បីបង្វិលឧបករណ៍លាយដោយ 0.5 °។វាប្រែថាវាគ្រប់គ្រាន់ហើយ ចាប់តាំងពីដំណោះស្រាយបានបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងងាយស្រួល ដូចដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងផ្នែកមុន។ដូច្នេះ ការគណនាជាលេខទាំងអស់សម្រាប់ម៉ូដែល turbulence ទាំងពីរត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើជំហានពេលវេលាដែលបានកែប្រែនៃ 0.02 \(\stackrel{\mathrm{-}}{7}\) សម្រាប់ 3 rpm, 0.0208 \(\stackrel{ \mathrm{-} {3}\) 4 rpm ។សម្រាប់ជំហានពេលវេលានៃការចម្រាញ់ដែលបានផ្តល់ឱ្យ ចំនួន Courant នៃក្រឡាមួយគឺតែងតែតិចជាង 1.0 ។
ដើម្បីស្វែងយល់ពីភាពអាស្រ័យនៃគំរូ-សំណាញ់ លទ្ធផលត្រូវបានទទួលជាលើកដំបូងដោយប្រើសំណាញ់ 2.14M ដើមហើយបន្ទាប់មកសំណាញ់ 2.88M ចម្រាញ់។ការកែលម្អក្រឡាចត្រង្គត្រូវបានសម្រេចដោយកាត់បន្ថយទំហំក្រឡានៃតួឧបករណ៍លាយពី 9 × \({10}^{-3}\) m ទៅ 7 × \({10}^{-3}\) m ។សម្រាប់សំណាញ់ដើម និងចម្រាញ់នៃភាពច្របូកច្របល់នៃម៉ូដែលទាំងពីរ តម្លៃជាមធ្យមនៃម៉ូឌុលល្បឿននៅកន្លែងផ្សេងៗគ្នាជុំវិញ blade ត្រូវបានប្រៀបធៀប។ភាពខុសគ្នាជាភាគរយរវាងលទ្ធផលគឺ 1.73% សម្រាប់គំរូ SST k–ω និង 3.51% សម្រាប់គំរូ IDDES ។IDDES បង្ហាញពីភាពខុសគ្នានៃភាគរយខ្ពស់ជាង ព្រោះវាជាប្រភេទ Hybrid RANS-LES ម៉ូឌែល។ភាពខុសគ្នាទាំងនេះត្រូវបានចាត់ទុកថាមិនសំខាន់ ដូច្នេះការក្លែងធ្វើត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើសំណាញ់ដើមដែលមានធាតុ 2.14 លាន និងជំហានពេលវេលាបង្វិល 0.5°។
ភាពអាចផលិតឡើងវិញបាននៃលទ្ធផលពិសោធន៍ត្រូវបានពិនិត្យដោយការធ្វើពិសោធន៍នីមួយៗក្នុងចំណោមការពិសោធន៍ទាំងប្រាំមួយលើកជាលើកទីពីរ ហើយប្រៀបធៀបលទ្ធផល។ប្រៀបធៀបតម្លៃល្បឿននៅកណ្តាលនៃ blade នៅក្នុងការពិសោធន៍ពីរស៊េរី។ភាពខុសគ្នានៃភាគរយជាមធ្យមរវាងក្រុមពិសោធន៍ទាំងពីរគឺ 3.1% ។ប្រព័ន្ធ PIV ក៏ត្រូវបានគណនាឡើងវិញដោយឯករាជ្យសម្រាប់ការពិសោធន៍នីមួយៗ។ប្រៀបធៀបល្បឿនដែលបានគណនាដោយវិភាគនៅចំកណ្តាលនៃ blade នីមួយៗជាមួយនឹងល្បឿន PIV នៅទីតាំងដូចគ្នា។ការប្រៀបធៀបនេះបង្ហាញពីភាពខុសគ្នាជាមួយនឹងកំហុសភាគរយអតិបរមា 6.5% សម្រាប់ blade 1 ។
មុននឹងធ្វើការគណនាកត្តារអិល វាចាំបាច់ត្រូវយល់តាមបែបវិទ្យាសាស្ត្រអំពីគោលគំនិតនៃការរអិលនៅក្នុង paddle flocculator ដែលទាមទារឱ្យសិក្សាពីរចនាសម្ព័ន្ធលំហូរជុំវិញ paddles នៃ flocculator ។តាមគំនិត មេគុណរអិលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងការរចនានៃ paddle flocculators ដើម្បីគិតគូរពីល្បឿននៃ blades ទាក់ទងទៅនឹងទឹក។អក្សរសិល្ប៍ណែនាំថាល្បឿននេះគឺ 75% នៃល្បឿន blade ដូច្នេះការរចនាភាគច្រើនជាធម្មតាប្រើ ak នៃ 0.25 ដើម្បីគណនាការកែតម្រូវនេះ។នេះតម្រូវឱ្យប្រើប្រាស់ខ្សែបន្ទាត់ល្បឿនដែលបានមកពីការពិសោធន៍ PIV ដើម្បីយល់ឱ្យបានច្បាស់អំពីវាលល្បឿនលំហូរ និងសិក្សាការរអិលនេះ។Blade 1 គឺជា blade ខាងក្នុងបំផុតដែលនៅជិតបំផុត blade 3 គឺ blade ខាងក្រៅបំផុត និង blade 2 គឺ blade កណ្តាល។
ល្បឿនបង្វិលនៅលើ blade 1 បង្ហាញពីលំហូរបង្វិលដោយផ្ទាល់ជុំវិញ blade ។លំនាំលំហូរទាំងនេះចេញមកពីចំណុចមួយនៅផ្នែកខាងស្តាំនៃ blade រវាង rotor និង blade ។ក្រឡេកមើលតំបន់ដែលបង្ហាញដោយប្រអប់ចំនុចពណ៌ក្រហមក្នុងរូបភាពទី 4a វាគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណទិដ្ឋភាពផ្សេងទៀតនៃលំហូរចរន្តខាងលើ និងជុំវិញផ្លុំ។ការមើលឃើញលំហូរបង្ហាញលំហូរតិចតួចចូលទៅក្នុងតំបន់ recirculation ។លំហូរនេះចូលទៅជិតផ្នែកខាងស្តាំនៃ blade នៅកម្ពស់ប្រហែល 6 សង់ទីម៉ែត្រពីចុងបញ្ចប់នៃ blade នេះ ប្រហែលជាដោយសារតែឥទ្ធិពលនៃ blade ទីមួយនៃដៃមុន blade ដែលអាចមើលឃើញនៅក្នុងរូបភាព។ការមើលឃើញលំហូរនៅ 4 rpm បង្ហាញពីឥរិយាបថ និងរចនាសម្ព័ន្ធដូចគ្នា ជាក់ស្តែងជាមួយនឹងល្បឿនខ្ពស់ជាង។
វាលល្បឿន និងក្រាហ្វបច្ចុប្បន្ននៃដាវបីក្នុងល្បឿនបង្វិលពីរគឺ 3 rpm និង 4 rpm ។ល្បឿនជាមធ្យមអតិបរិមានៃផ្លុំទាំងបីនៅ 3 rpm គឺ 0.15 m/s, 0.20 m/s និង 0.16 m/s រៀងគ្នា ហើយល្បឿនមធ្យមអតិបរមានៅ 4 rpm គឺ 0.15 m/s, 0.22 m/s និង 0.22 m/s ។ s រៀងគ្នា។នៅលើសន្លឹកបី។
ទម្រង់នៃលំហូរ helical មួយផ្សេងទៀតត្រូវបានរកឃើញរវាង vanes 1 និង 2 ។ វាលវ៉ិចទ័របង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថាលំហូរទឹកកំពុងផ្លាស់ទីឡើងលើពីបាតនៃ vane 2 ដូចដែលបានបង្ហាញដោយទិសដៅនៃវ៉ិចទ័រ។ដូចដែលបានបង្ហាញដោយប្រអប់ចំនុចក្នុងរូបភាពទី 4b វ៉ិចទ័រទាំងនេះមិនឡើងលើបញ្ឈរពីផ្ទៃ blade ទេ ប៉ុន្តែបែរទៅខាងស្តាំ ហើយចុះបន្តិចម្តងៗ។នៅលើផ្ទៃនៃ blade 1, វ៉ិចទ័រចុះក្រោមត្រូវបានសម្គាល់, ដែលចូលទៅជិត blades ទាំងពីរនិងជុំវិញពួកគេពីលំហូរ recirculation ដែលបង្កើតឡើងរវាងពួកវា។រចនាសម្ព័ន្ធលំហូរដូចគ្នាត្រូវបានកំណត់នៅល្បឿនបង្វិលទាំងពីរជាមួយនឹងទំហំល្បឿនខ្ពស់ជាង 4 rpm ។
វាលល្បឿននៃ blade 3 មិនបានរួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់ពីវ៉ិចទ័រល្បឿននៃ blade មុនដែលចូលរួមលំហូរខាងក្រោម blade 3 ។ លំហូរសំខាន់នៅក្រោម blade 3 គឺដោយសារតែវ៉ិចទ័រល្បឿនបញ្ឈរកើនឡើងជាមួយនឹងទឹក។
វ៉ិចទ័រល្បឿនលើផ្ទៃនៃ blade 3 អាចបែងចែកជាបីក្រុម ដូចបង្ហាញក្នុងរូបទី 4 គ។ឈុតទីមួយគឺមួយនៅគែមខាងស្តាំនៃកាំបិត។រចនាសម្ព័ន្ធលំហូរនៅក្នុងទីតាំងនេះគឺត្រង់ទៅខាងស្តាំនិងឡើង (ពោលគឺឆ្ពោះទៅកាន់ blade 2) ។ក្រុមទីពីរគឺពាក់កណ្តាលនៃ blade ។វ៉ិចទ័រល្បឿនសម្រាប់ទីតាំងនេះត្រូវបានតម្រង់ឡើងត្រង់ដោយគ្មានគម្លាតនិងគ្មានការបង្វិល។ការថយចុះនៃតម្លៃល្បឿនត្រូវបានកំណត់ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកម្ពស់ខាងលើចុងនៃ blade នេះ។សម្រាប់ក្រុមទីបីដែលមានទីតាំងនៅផ្នែកខាងឆ្វេងនៃ blades លំហូរភ្លាមៗត្រូវបានដឹកនាំទៅខាងឆ្វេងពោលគឺទៅជញ្ជាំងនៃ flocculator ។ភាគច្រើននៃលំហូរដែលតំណាងដោយវ៉ិចទ័រល្បឿនឡើង ហើយផ្នែកនៃលំហូរទៅផ្ដេកចុះក្រោម។
ម៉ូដែលភាពច្របូកច្របល់ពីរគឺ SST k–ω និង IDDES ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតទម្រង់ល្បឿនជាមធ្យមសម្រាប់ 3 rpm និង 4 rpm នៅក្នុងយន្តហោះប្រវែងមធ្យមរបស់ blade ។ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5 ស្ថានភាពស្ថិរភាពត្រូវបានសម្រេចដោយការសម្រេចបាននូវភាពស្រដៀងគ្នាទាំងស្រុងរវាងវណ្ឌវង្កល្បឿនដែលបង្កើតឡើងដោយការបង្វិលបួនជាប់គ្នា។លើសពីនេះ វណ្ឌវង្កល្បឿនជាមធ្យមដែលបង្កើតដោយ IDDES ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបទី 6a ខណៈពេលដែលទម្រង់ល្បឿនជាមធ្យមដែលបង្កើតដោយ SST k – ω ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបទី 6a ។6 ខ.
ដោយប្រើ IDDES និងរង្វិលជុំល្បឿនជាមធ្យមដែលបង្កើតដោយ SST k–ω IDDES មានសមាមាត្រខ្ពស់ជាងនៃរង្វិលជុំល្បឿន។
ពិនិត្យដោយប្រុងប្រយ័ត្ននូវទម្រង់ល្បឿនដែលបានបង្កើតជាមួយ IDDES នៅ 3 rpm ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7 ។ ឧបករណ៍លាយបង្វិលតាមទ្រនិចនាឡិកា ហើយលំហូរត្រូវបានពិភាក្សាយោងទៅតាមកំណត់ចំណាំដែលបានបង្ហាញ។
នៅលើរូបភព។7 វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថានៅលើផ្ទៃនៃ blade 3 នៅក្នុង quadrant I មានការបំបែកនៃលំហូរចាប់តាំងពីលំហូរមិនត្រូវបានរឹតបន្តឹងដោយសារតែវត្តមាននៃរន្ធខាងលើ។នៅក្នុង quadrant II គ្មានការបំបែកលំហូរត្រូវបានគេសង្កេតឃើញទេចាប់តាំងពីលំហូរត្រូវបានកំណត់ទាំងស្រុងដោយជញ្ជាំងនៃ flocculator ។នៅក្នុង quadrant III ទឹកបង្វិលក្នុងល្បឿនទាបជាង ឬទាបជាងនៅ quadrant មុន។ទឹកនៅក្នុង quadrants I និង II ត្រូវបានផ្លាស់ទី (ពោលគឺបង្វិល ឬរុញចេញ) ចុះក្រោមដោយសកម្មភាពរបស់ឧបករណ៍លាយ។ហើយនៅក្នុង quadrant III ទឹកត្រូវបានរុញចេញដោយ blades នៃ agitator ។វាច្បាស់ណាស់ថាម៉ាសទឹកនៅក្នុងកន្លែងនេះទប់ទល់នឹងដៃអាវ flocculator ដែលជិតមកដល់។លំហូរ rotary នៅក្នុង quadrant នេះត្រូវបានបំបែកទាំងស្រុង។សម្រាប់ quadrant IV ភាគច្រើននៃលំហូរខ្យល់ខាងលើ vane 3 ត្រូវបានតម្រង់ឆ្ពោះទៅជញ្ជាំង flocculator ហើយបាត់បង់ទំហំរបស់វាបន្តិចម្តងៗ នៅពេលដែលកម្ពស់កើនឡើងដល់កំពូល។
លើសពីនេះ ទីតាំងកណ្តាលរួមមានលំនាំលំហូរស្មុគស្មាញដែលគ្របដណ្ដប់លើ quadrants III និង IV ដូចដែលបានបង្ហាញដោយពងក្រពើពណ៌ខៀវ។តំបន់ដែលបានសម្គាល់នេះមិនមានជាប់ពាក់ព័ន្ធជាមួយនឹងលំហូរវិលនៅក្នុង paddle flocculator ទេ ដោយសារចលនាវិលអាចត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ។នេះគឺផ្ទុយទៅនឹង quadrants I និង II ដែលមានការបំបែកយ៉ាងច្បាស់រវាងលំហូរខាងក្នុង និងលំហូរបង្វិលពេញលេញ។
ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។6, ការប្រៀបធៀបលទ្ធផលនៃ IDDES និង SST k-ω ភាពខុសគ្នាសំខាន់រវាងវណ្ឌវង្កល្បឿនគឺទំហំនៃល្បឿនភ្លាមៗនៅខាងក្រោម blade 3. គំរូ SST k-ω បង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថាលំហូរដែលមានល្បឿនលឿនដែលលាតសន្ធឹងត្រូវបានអនុវត្តដោយ blade 3 ធៀបនឹង IDDES ។
ភាពខុសគ្នាមួយទៀតអាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង quadrant III ។ពី IDDES ដូចដែលបានរៀបរាប់ពីមុន ការបំបែកលំហូរបង្វិលរវាងដៃ flocculator ត្រូវបានកត់សម្គាល់។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយទីតាំងនេះត្រូវបានប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដោយលំហូរនៃល្បឿនទាបពីជ្រុងនិងផ្នែកខាងក្នុងនៃ blade ដំបូង។ពី SST k–ω សម្រាប់ទីតាំងដូចគ្នា ខ្សែវណ្ឌវង្កបង្ហាញល្បឿនខ្ពស់ជាងធៀបនឹង IDDES ព្រោះមិនមានលំហូរចូលគ្នាពីតំបន់ផ្សេងទៀត។
ការយល់ដឹងអំពីគុណភាពនៃវាលវ៉ិចទ័រល្បឿន និងខ្សែបន្ទាត់គឺត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការយល់ដឹងត្រឹមត្រូវអំពីឥរិយាបថ និងរចនាសម្ព័ន្ធលំហូរ។ដោយមើលឃើញថាកាំបិតនីមួយៗមានទទឹង 5 សង់ទីម៉ែត្រ ចំណុចល្បឿនប្រាំពីរត្រូវបានជ្រើសរើសតាមទទឹង ដើម្បីផ្តល់ទម្រង់ល្បឿនតំណាង។លើសពីនេះ ការយល់ដឹងជាបរិមាណនៃទំហំនៃល្បឿនដែលជាមុខងារនៃកម្ពស់ខាងលើផ្ទៃ blade គឺត្រូវបានទាមទារដោយការរៀបចំទម្រង់ល្បឿនដោយផ្ទាល់លើផ្ទៃ blade នីមួយៗ និងលើសពីចម្ងាយបន្តគ្នា 2.5 សង់ទីម៉ែត្របញ្ឈររហូតដល់កម្ពស់ 10 សង់ទីម៉ែត្រ។សូមមើល S1, S2 និង S3 នៅក្នុងរូបភាពសម្រាប់ព័ត៌មានបន្ថែម។ឧបសម្ព័ន្ធ A. រូបភាពទី 8 បង្ហាញពីភាពស្រដៀងគ្នានៃការបែងចែកល្បឿនលើផ្ទៃនៃ blade នីមួយៗ (Y=0.0) ដែលទទួលបានដោយប្រើការពិសោធន៍ PIV និងការវិភាគ ANSYS-Fluent ដោយប្រើ IDDES និង SST k-ω។ម៉ូដែលលេខទាំងពីរធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីក្លែងធ្វើរចនាសម្ព័ន្ធលំហូរយ៉ាងត្រឹមត្រូវនៅលើផ្ទៃនៃ blades flocculator ។
ការចែកចាយល្បឿន PIV, IDDES និង SST k–ω នៅលើផ្ទៃ blade ។អ័ក្ស x តំណាងឱ្យទទឹងសន្លឹកនីមួយៗគិតជាមិល្លីម៉ែត្រ ដែលមានប្រភពដើម (0 ម.ម) តំណាងឱ្យបរិមាត្រខាងឆ្វេងនៃសន្លឹក និងចុង (50 មម) តំណាងឱ្យបរិមាត្រខាងស្តាំនៃសន្លឹក។
វាត្រូវបានគេមើលឃើញយ៉ាងច្បាស់ថាការចែកចាយល្បឿននៃ blades 2 និង 3 ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុង Fig.8 និង Fig.8 ។S2 និង S3 នៅក្នុងឧបសម្ព័ន្ធ A បង្ហាញពីនិន្នាការស្រដៀងគ្នាជាមួយនឹងកម្ពស់ ខណៈពេលដែល blade 1 ផ្លាស់ប្តូរដោយឯករាជ្យ។ទម្រង់ល្បឿននៃ blades 2 និង 3 ប្រែជាត្រង់ឥតខ្ចោះ ហើយមានទំហំដូចគ្នានៅកម្ពស់ 10 សង់ទីម៉ែត្រពីចុងបញ្ចប់នៃ blade ។នេះមានន័យថាលំហូរក្លាយជាឯកសណ្ឋាននៅចំណុចនេះ។នេះត្រូវបានគេមើលឃើញយ៉ាងច្បាស់ពីលទ្ធផល PIV ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញយ៉ាងល្អដោយ IDDES ។ទន្ទឹមនឹងនេះដែរ លទ្ធផល SST k–ω បង្ហាញពីភាពខុសគ្នាមួយចំនួន ជាពិសេសនៅ 4 rpm ។
វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថា blade 1 រក្សារូបរាងដូចគ្នានៃទម្រង់ល្បឿននៅក្នុងទីតាំងទាំងអស់ហើយមិនត្រូវបានធ្វើឱ្យធម្មតានៅក្នុងកម្ពស់នោះទេព្រោះ swirl បានបង្កើតឡើងនៅកណ្តាលនៃឧបករណ៍លាយមាន blade ដំបូងនៃអាវុធទាំងអស់។ដូចគ្នានេះផងដែរបើប្រៀបធៀបទៅនឹង IDDES ទម្រង់ល្បឿនរបស់ PIV blade 2 និង 3 បានបង្ហាញពីតម្លៃល្បឿនខ្ពស់ជាងបន្តិចនៅទីតាំងភាគច្រើន រហូតដល់ពួកគេស្ទើរតែស្មើគ្នានៅ 10 សង់ទីម៉ែត្រពីលើផ្ទៃ blade ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី២៧ ខែធ្នូ ឆ្នាំ២០២២