Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තුතියි.ඔබ සීමිත CSS සහය ඇති බ්‍රවුසර අනුවාදයක් භාවිතා කරයි.හොඳම අත්දැකීම සඳහා, ඔබ යාවත්කාලීන කළ බ්‍රවුසරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා ප්‍රකාරය අක්‍රිය කරන්න).ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාසිතා සහ JavaScript නොමැතිව වෙබ් අඩවිය පෙන්වමු.
ස්ලයිඩ තුනක කැරොසල් එකක් එකවර පෙන්වයි.වරකට විනිවිදක තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට පෙර සහ ඊළඟ බොත්තම් භාවිතා කරන්න, නැතහොත් වරකට විනිවිදක තුනක් හරහා ගමන් කිරීමට අවසානයේ ඇති ස්ලයිඩර් බොත්තම් භාවිතා කරන්න.
මෙම අධ්‍යයනයේ දී, විද්‍යාගාර පරිමාණයේ පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයක කැළඹිලි සහිත ප්රවාහ ප්රවේග ක්ෂේත්‍රයේ පර්යේෂණාත්මක සහ සංඛ්‍යාත්මක විමර්ශනය මගින් ෆ්ලොක්කියුලේෂන් හි ජල ගතික විද්යාව ඇගයීමට ලක් කෙරේ.අංශු එකතු කිරීම හෝ ෆ්ලොක් බිඳීම ප්‍රවර්ධනය කරන කැළඹිලි සහිත ප්රවාහය සංකීර්ණ වන අතර SST k-ω සහ IDDES ලෙස කැළඹිලි ආකෘති දෙකක් භාවිතා කරමින් මෙම ලිපියෙන් සලකා බලනු ලැබේ.IDDES SST k-ω ට වඩා ඉතා කුඩා දියුණුවක් ලබා දෙන බව ප්රතිඵල පෙන්නුම් කරයි, එය paddle flocculator තුළ ප්රවාහය නිවැරදිව අනුකරණය කිරීමට ප්‍රමාණවත් වේ.PIV සහ CFD ප්රතිඵලවල අභිසාරීතාව විමර්ශනය කිරීමට සහ භාවිතා කරන CFD කැළඹිලි ආකෘතියේ ප්රතිඵල සංසන්දනය කිරීමට සුදුසු ලකුණු භාවිත කෙරේ.සාමාන්‍ය සාමාන්‍ය අගය වන 0.25 ට සාපේක්ෂව 3 සහ 4 rpm අඩු වේගයකදී 0.18 ක් වන ස්ලිප් සාධකය k ප්‍රමාණනය කිරීම කෙරෙහි ද අධ්යයනය අවධානය යොමු කරයි.k 0.25 සිට 0.18 දක්වා අඩු කිරීමෙන් තරලයට ලබා දෙන බලය 27-30% කින් පමණ වැඩි වන අතර ප්රවේග අනුක්‍රමය (G) 14% කින් පමණ වැඩි වේ.මෙයින් අදහස් කරන්නේ බලාපොරොත්තු වූවාට වඩා වැඩි තීව්‍ර මිශ්‍රණයක් ලබා ගන්නා බවත්, එම නිසා අඩු ශක්තියක් වැය වන බවත්, එම නිසා පානීය ජල පවිත්‍රාගාරයේ ෆ්ලෝකියුලේෂන් ඒකකයේ බලශක්ති පරිභෝජනය අඩු විය හැකි බවත්ය.
ජලය පිරිපහදු කිරීමේදී, කැටි ගැසීමේ ද්‍රව්‍ය එකතු කිරීම කුඩා කොලොයිඩල් අංශු සහ අපිරිසිදු ද්‍රව්‍ය අස්ථායී කරයි, පසුව ඒවා එකතු වී ෆ්ලෝකියුලේෂන් අවධියේදී ෆ්ලෝකියුලේෂන් සාදයි.පියලි යනු ස්කන්ධවල ලිහිල්ව බැඳී ඇති ෆ්‍රැක්ටල් සමුච්චයන් වන අතර පසුව ඒවා නිරාකරණය කිරීමෙන් ඉවත් කරනු ලැබේ.අංශු ගුණ සහ දියර මිශ්ර කිරීමේ තත්ත්වයන් ෆ්ලෝකියුලේෂන් සහ ප්රතිකාර ක්රියාවලියේ කාර්යක්ෂමතාව තීරණය කරයි.Flocculation සඳහා සාපේක්ෂව කෙටි කාලයක් සඳහා මන්දගාමී උද්ඝෝෂණයක් අවශ්ය වන අතර විශාල ජල පරිමාවක් උද්ඝෝෂණය කිරීමට විශාල ශක්තියක් අවශ්ය වේ1.
Flocculation අතරතුර, සමස්ථ පද්ධතියේ ජල ගතික විද්යාව සහ කැටි ගැසීම්-අංශු අන්තර්ක්‍රියාවේ රසායන විද්යාව ස්ථාවර අංශු ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තියක් ලබා ගන්නා වේගය තීරණය කරයි2.අංශු එකිනෙක ගැටෙන විට ඒවා එකිනෙක ඇලෙයි3.Oyegbile, Ay4 වාර්තා කළේ, ගැටුම් බ්‍රව්නියානු විසරණය, ද්රව කපා හැරීම සහ අවකල්‍ය නිරාකරණය යන ෆ්ලොක්කියුලේෂන් ප්‍රවාහන යාන්ත්‍රණය මත රඳා පවතින බවයි.පියලි ගැටෙන විට, ඒවා වර්ධනය වී නිශ්චිත ප්‍රමාණයේ සීමාවකට ළඟා වන අතර, එය බිඳී යාමට හේතු විය හැක, මන්ද එම පියලිවලට ජල ගතික බලවේගවල බලයට ඔරොත්තු දිය නොහැක5.මෙම කැඩුණු සමහර පෙති කුඩා හෝ එකම ප්‍රමාණයට නැවත ඒකාබද්ධ වේ6.කෙසේ වෙතත්, ශක්තිමත් පෙති වලට මෙම බලයට ඔරොත්තු දිය හැකි අතර ඒවායේ ප්‍රමාණය පවත්වා ගෙන යාමට සහ වර්ධනය වීමට පවා හැකිය.යුක්සෙලන් සහ ග්‍රෙගරි8 වාර්තා කළේ පියලි විනාශ කිරීම සහ ඒවායේ ප්‍රතිජනනය කිරීමේ හැකියාව සම්බන්ධ අධ්‍යයනයන්, ආපසු හැරවිය නොහැකි බව සීමිත බව පෙන්නුම් කරයි.Bridgeman, Jefferson9 දේශීය ප්රවේග අනුක්‍රමය හරහා ෆ්ලොක් සෑදීම සහ ඛණ්ඩනය වීම මත මධ්‍ය ප්රවාහයේ සහ කැළඹිලිවල දේශීය බලපෑම තක්සේරු කිරීමට CFD භාවිතා කළේය.රොටර් බ්ලේඩ් වලින් සමන්විත ටැංකි වලදී, කැටි ගැසීමේ අවධියේදී ප්‍රමාණවත් ලෙස අස්ථායී වන විට සමස්ථ අනෙකුත් අංශු සමඟ ගැටෙන වේගය වෙනස් කිරීම අවශ්ය වේ.CFD සහ 15 rpm පමණ අඩු භ්රමණ වේගයක් භාවිතා කිරීමෙන්, වඩසරුක්කායි සහ Gagnon11 කේතුකාකාර තල සමඟ ෆ්ලෝකියුලේෂන් සඳහා G අගයන් ලබා ගැනීමට සමත් වූ අතර එමඟින් උද්ඝෝෂණ සඳහා බලශක්ති පරිභෝජනය අවම කර ඇත.කෙසේ වෙතත්, ඉහළ G අගයන් සමඟ ක්‍රියා කිරීම flocculation වලට හේතු විය හැක.ගුවන් නියමු පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයක සාමාන්‍ය ප්රවේග අනුක්‍රමය තීරණය කිරීම සඳහා මිශ්ර වේගයේ බලපෑම ඔවුන් විමර්ශනය කළහ.ඔවුන් 5 rpm ට වඩා වැඩි වේගයකින් භ්රමණය වේ.
Korpijärvi, Ahlstedt12 ටැංකි පරීක්ෂණ බංකුවක් මත ප්රවාහ ක්ෂේත්රය අධ්යයනය කිරීම සඳහා විවිධ කැළඹිලි ආකෘති හතරක් භාවිතා කළේය.ඔවුන් ලේසර් ඩොප්ලර් ඇනිමෝමීටරයක් සහ PIV සමඟ ප්රවාහ ක්ෂේත්රය මනිනු ලැබූ අතර ගණනය කළ ප්රතිඵල මනින ලද ප්රතිඵල සමඟ සංසන්දනය කළහ.de Oliveira සහ Donadel13 විසින් CFD භාවිතයෙන් හයිඩ්‍රොඩයිනමික් ගුණාංග වලින් ප්රවේග අනුක්‍රමික ඇස්තමේන්තු කිරීම සඳහා විකල්ප ක්‍රමයක් යෝජනා කර ඇත.යෝජිත ක්‍රමය හෙලික්සීය ජ්යාමිතිය මත පදනම් වූ ෆ්ලෝකියුලේෂන් ඒකක හයක් මත පරීක්ෂා කරන ලදී.flocculants මත රඳවා තබා ගැනීමේ කාලයෙහි බලපෑම තක්සේරු කළ අතර අඩු රඳවා ගැනීමේ වේලාවන් සමඟ තාර්කික සෛල නිර්මාණයට සහාය වීම සඳහා මෙවලමක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි flocculation ආකෘතියක් යෝජනා කළේය.Zhan, You15 විසින් ප්රවාහ ලක්ෂණ සහ floc හැසිරීම් පූර්ණ පරිමාණයේ flocculation අනුකරණය කිරීම සඳහා ඒකාබද්ධ CFD සහ ජනගහන ශේෂ ආකෘතියක් යෝජනා කරන ලදී.Llano-Serna, Coral-Portillo16 කොලොම්බියාවේ Viterbo හි ජල පවිත්‍රාගාරයක ඇති Cox-type hydroflocculator වල ප්රවාහ ලක්ෂණ විමර්ශනය කරන ලදී.CFD හි වාසි ඇතත්, ගණනය කිරීම් වල සංඛ්‍යාත්මක දෝෂ වැනි සීමාවන් ද ඇත.එබැවින්, තීරනාත්මක නිගමනවලට එළඹීම සඳහා ලබාගත් ඕනෑම සංඛ්‍යාත්මක ප්රතිඵලයක් ප්රවේශමෙන් පරීක්ෂා කර විශ්ලේෂණය කළ යුතුය17.තිරස් baffle flocculators සැලසුම් කිරීම පිළිබඳ සාහිත්යයේ අධ්‍යයනයන් ස්වල්පයක් ඇති අතර, hydrodynamic flocculators සැලසුම් කිරීම සඳහා නිර්දේශ සීමිත වේ18.චෙන්, Liao19 තනි අංශු වලින් විසිරුණු ආලෝකයේ ධ්‍රැවීකරණයේ තත්ත්වය මැනීමට ධ්‍රැවීකරණය වූ ආලෝකයේ විසිරීම මත පදනම් වූ පර්යේෂණාත්මක සැකසුම භාවිතා කළේය.Feng, Zhang20 විසින් කැටි ගැසුණු තහඩු ෆ්ලොකියුලේටරයක සහ අන්තර් රැලි සහිත ෆ්ලොකියුලේටරයක ප්රවාහ ක්ෂේත්‍රයේ සුළි ධාරා සහ කැරකෙන ව්‍යාප්තිය අනුකරණය කිරීමට Ansys-Fluent භාවිතා කළේය.Ansys-Fluent භාවිතයෙන් ෆ්ලොක්යුලේටරයක කැළඹිලි සහිත තරල ප්රවාහය අනුකරණය කිරීමෙන් පසුව, Gavi21 ෆ්ලොක්යුලේටරය සැලසුම් කිරීමට ප්රතිඵල භාවිතා කළේය.Vaneli සහ Teixeira22 වාර්තා කළේ සර්පිලාකාර නල flocculators හි තරල ගතිකත්වය සහ flocculation ක්රියාවලිය අතර සම්බන්ධය තාර්කික සැලසුමකට සහාය වීම සඳහා තවමත් දුර්වල ලෙස වටහාගෙන ඇති බවයි.de Oliveira සහ Costa Teixeira23 කාර්යක්ෂමතාව අධ්යයනය කර භෞතික විද්‍යා පරීක්ෂණ සහ CFD සමාකරණ හරහා සර්පිලාකාර නල ෆ්ලොක්කියුලේටරයේ ජල ගතික ගුණාංග ප්‍රදර්ශනය කළහ.බොහෝ පර්යේෂකයන් දඟර නල ප්රතික්රියාකාරක හෝ දඟර නල flocculators අධ්යයනය කර ඇත.කෙසේ වෙතත්, මෙම ප්රතික්රියාකාරක විවිධ සැලසුම් සහ මෙහෙයුම් තත්ත්වයන්ට දක්වන ප්‍රතිචාරය පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක ජලවිදුලි තොරතුරු තවමත් නොමැත (Sartori, Oliveira24; Oliveira, Teixeira25).Oliveira සහ Teixeira26 සර්පිලාකාර flocculator එකක න්‍යායික, පර්යේෂණාත්මක සහ CFD සමාකරණ වලින් මුල් ප්රතිඵල ඉදිරිපත් කරයි.Oliveira සහ Teixeira27 සාම්ප්‍රදායික decanter පද්ධතියක් සමඟ ඒකාබද්ධව කැටි ගැසීමේ-flocculation ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් ලෙස සර්පිලාකාර දඟරයක් භාවිතා කිරීමට යෝජනා කළහ.කැළඹිලි ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවය සඳහා ලබා ගන්නා ප්රතිඵල, flocculation ඇගයීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන ආකෘතිවලින් ලබාගත් ප්‍රතිඵලවලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් බව ඔවුන් වාර්තා කරයි, එවැනි ආකෘති භාවිතා කිරීමේදී ප්‍රවේශම් විය යුතු බව යෝජනා කරයි.Moruzzi සහ de Oliveira [28] භාවිතා කරන ලද කුටි ගණනේ වෙනස්කම් සහ ස්ථාවර හෝ පරිමාණ සෛල ප්රවේග අනුක්‍රමණයන් ඇතුළුව විවිධ මෙහෙයුම් තත්ව යටතේ අඛණ්ඩ ෆ්ලෝකියුලේෂන් කුටි පද්ධතියක හැසිරීම ආදර්ශණය කරන ලදී.Romphophak, Le Men29 PIV අර්ධ-ද්විමාන ජෙට් ක්ලීනර්වල ක්ෂණික ප්රවේග මිනුම්.ඔවුන් ෆ්ලෝකියුලේෂන් කලාපයේ ශක්තිමත් ජෙට් ප්‍රේරිත සංසරණය සොයා ගත් අතර දේශීය හා ක්ෂණික කැපුම් අනුපාත ඇස්තමේන්තු කර ඇත.
ෂා, Joshi30 වාර්තා කරන්නේ CFD නිර්මාණ වැඩිදියුණු කිරීම සහ අතථ්‍ය ප්රවාහ ලක්ෂණ ලබා ගැනීම සඳහා සිත්ගන්නා විකල්පයක් ඉදිරිපත් කරන බවයි.මෙය පුළුල් පර්යේෂණාත්මක සැකසුම් වළක්වා ගැනීමට උපකාරී වේ.CFD ජලය සහ අපජල පවිත්‍රාගාර විශ්ලේෂණය කිරීමට වැඩි වැඩියෙන් භාවිතා වේ (Melo, Freire31; Alalm, Nasr32; Bridgeman, Jefferson9; Samaras, Zouboulis33; Wang, Wu34; Zhang, Tejada-Martínez35).විමර්ශකයින් කිහිප දෙනෙකු කැන් පරීක්ෂණ උපකරණ (Bridgeman, Jefferson36; Bridgeman, Jefferson5; Jarvis, Jefferson6; Wang, Wu34) සහ සිදුරු සහිත තැටි flocculators31 පිළිබඳ අත්හදා බැලීම් සිදු කර ඇත.තවත් අය හයිඩ්‍රොෆ්ලොකියුලේටර ඇගයීම සඳහා CFD භාවිතා කර ඇත (Bridgeman, Jefferson5; Vadasarukkai, Gagnon37).Ghawi21 වාර්තා කළේ යාන්ත්‍රික ෆ්ලොක්කියුලේටර බොහෝ විට කැඩී බිඳී යන අතර විදුලිය විශාල ප්‍රමාණයක් අවශ්ය වන බැවින් ඒවා නිතිපතා නඩත්තු කිරීම අවශ්ය වන බවයි.
පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයක ක්‍රියාකාරීත්වය ජලාශයේ ජල ගතිකත්වය මත බෙහෙවින් රඳා පවතී.එවැනි flocculators හි ප්රවාහ ප්රවේග ක්ෂේත්ර පිළිබඳ ප්රමාණාත්මක අවබෝධයක් නොමැතිකම සාහිත්යයේ පැහැදිලිව සටහන් කර ඇත (Howe, Hand38; Hendricks39).සම්පූර්ණ ජල ස්කන්ධය ෆ්ලොක්යුලේටර් ප්‍රේරකයේ චලනයට යටත් වේ, එබැවින් ලිස්සා යාම අපේක්ෂා කෙරේ.සාමාන්‍යයෙන්, ද්රව ප්‍රවේගය ස්ලිප් සාධකය k මගින් තල ප්‍රවේගයට වඩා අඩු වන අතර එය ජල සිරුරේ ප්‍රවේගය සහ පැඩල් රෝදයේ ප්‍රවේගයට අනුපාතය ලෙස අර්ථ දැක්වේ.flocculator නිර්මාණය කිරීමේදී සලකා බැලිය යුතු නොදන්නා සාධක තුනක් ඇති බව Bhole40 වාර්තා කරයි, එනම් ප්රවේග අනුක්‍රමය, ඇදගෙන යාමේ සංගුණකය සහ තලයට සාපේක්ෂව ජලයේ සාපේක්ෂ ප්‍රවේගය.
Camp41 වාර්තා කරන්නේ අධිවේගී යන්ත්‍ර සලකා බැලීමේදී වේගය රොටර් වේගයෙන් 24%ක් පමණ වන අතර අඩු වේග යන්ත්‍ර සඳහා 32%ක් තරම් ඉහළ අගයක් ගන්නා බවයි.septa නොමැති විට, Droste සහ Ger42 ak අගය 0.25 භාවිතා කළ අතර, septa සම්බන්ධයෙන්, k 0 සිට 0.15 දක්වා පරාසයක පවතී.Howe, Hand38 යෝජනා කරන්නේ k 0.2 සිට 0.3 දක්වා පරාසයක පවතින බවයි.Hendrix39 ආනුභවික සූත්‍රයක් භාවිතා කරමින් ස්ලිප් සාධකය භ්රමණ වේගයට සම්බන්ධ කළ අතර ස්ලිප් සාධකය ද Camp41 විසින් ස්ථාපිත කරන ලද පරාසය තුළ ඇති බව නිගමනය කළේය.Bratby43 වාර්තා කළේ 1.8 සිට 5.4 rpm දක්වා ප්‍රේරක වේගය සඳහා k 0.2 ක් පමණ වන අතර 0.9 සිට 3 rpm දක්වා ප්‍රේරක වේගය සඳහා 0.35 දක්වා වැඩි වන බවයි.අනෙකුත් පර්යේෂකයන් පුළුල් පරාසයක ඇදගෙන යාමේ සංගුණකය (Cd) අගයන් 1.0 සිට 1.8 දක්වා සහ ස්ලිප් සංගුණකය k අගයන් 0.25 සිට 0.40 දක්වා වාර්තා කරයි (Feir and Geyer44; Hyde and Ludwig45; Harris, Kaufman46; van Duren47; සහ Brat48; )Camp41's කෘතියේ සිට k නිර්වචනය කිරීමේ සහ ප්‍රමාණනය කිරීමේ සැලකිය යුතු ප්‍රගතියක් සාහිත්යයේ නොපෙන්වයි.
ඝට්ටන ක්රියාවලිය ඝට්ටනයට පහසුකම් සැලසීම සඳහා කැළඹීම මත පදනම් වේ, එහිදී ප්රවේග අනුක්‍රමය (G) කැළඹිලි/flocculation මැනීමට භාවිතා කරයි.මිශ්ර කිරීම යනු ජලයේ රසායනික ද්‍රව්‍ය ඉක්මනින් හා ඒකාකාරව විසුරුවා හැරීමේ ක්‍රියාවලියයි.මිශ්ර කිරීමේ මට්ටම මනිනු ලබන්නේ ප්රවේග අනුක්‍රමය මගිනි:
මෙහි G = ප්රවේග ශ්‍රේණිය (sec-1), P = බල ආදානය (W), V = ජල පරිමාව (m3), μ = ගතික දුස්ස්‍රාවිතාව (Pa s).
G අගය වැඩි වන තරමට මිශ්ර වේ.ඒකාකාර කැටි ගැසීම සහතික කිරීම සඳහා තරයේ මිශ්ර කිරීම අත්යවශ්ය වේ.සාහිත්යයේ දැක්වෙන්නේ වඩාත්ම වැදගත් සැලසුම් පරාමිතීන් මිශ්ර කිරීමේ කාලය (t) සහ ප්රවේග අනුක්‍රමය (G) බවයි.ඝට්ටන ක්රියාවලිය ඝට්ටනයට පහසුකම් සැලසීම සඳහා කැළඹීම මත පදනම් වේ, එහිදී ප්රවේග අනුක්‍රමය (G) කැළඹිලි/flocculation මැනීමට භාවිතා කරයි.G සඳහා සාමාන්‍ය සැලසුම් අගයන් 20 සිට 70 s–1, t විනාඩි 15 සිට 30 දක්වා වන අතර Gt (මාන රහිත) 104 සිට 105 දක්වා වේ. වේගවත් මිශ්‍රණ ටැංකි 700 සිට 1000 දක්වා G අගයන් සමඟ හොඳින් ක්‍රියා කරයි. විනාඩි 2 ක් පමණ.
මෙහි P යනු එක් එක් ෆ්ලොක්යුලේටර් තලය මඟින් ද්‍රවයට ලබා දෙන බලය, N යනු භ්රමණ වේගය, b යනු තල දිග, ρ යනු ජල ඝනත්වය, r යනු අරය, සහ k යනු ස්ලිප් සංගුණකයයි.මෙම සමීකරණය එක් එක් තලය සඳහා තනි තනිව යොදන අතර ෆ්ලොක්යුලේටරයේ සම්පූර්ණ බල ආදානය ලබා දීම සඳහා ප්රතිඵල සාරාංශ කරනු ලැබේ.මෙම සමීකරණය හොඳින් අධ්යයනය කිරීමෙන් පැඩල් ෆ්ලොකියුලේටරයක සැලසුම් ක්‍රියාවලියේදී ස්ලිප් සාධකය k හි වැදගත්කම පෙන්නුම් කරයි.සාහිත්යයේ k හි නිශ්චිත අගය සඳහන් නොවේ, නමුත් ඒ වෙනුවට කලින් සඳහන් කළ පරිදි පරාසයක් නිර්දේශ කරයි.කෙසේ වෙතත්, බලය P සහ ස්ලිප් සංගුණකය k අතර සම්බන්ධතාවය ඝනක වේ.මේ අනුව, සියලු පරාමිතීන් සමාන නම්, උදාහරණයක් ලෙස, k 0.25 සිට 0.3 දක්වා වෙනස් කිරීම තලයකට තරලයට සම්ප්‍රේෂණය වන බලය 20% කින් පමණ අඩුවීමට හේතු වන අතර k 0.25 සිට 0.18 දක්වා අඩු කිරීමෙන් එය වැඩි වේ.වෑන් එකකට 27-30% කින් පමණ තරලයට ලබා දෙන බලය.අවසාන වශයෙන්, තිරසාර paddle flocculator නිර්මාණයට k හි බලපෑම තාක්ෂණික ප්‍රමාණකරණය හරහා විමර්ශනය කළ යුතුය.
ලිස්සා යාමේ නිවැරදි ආනුභවික ප්‍රමාණකරණය සඳහා ප්රවාහ දෘශ්යකරණය සහ අනුකරණය අවශ්ය වේ.එමනිසා, විවිධ තල ස්ථානවල බලපෑම තක්සේරු කිරීම සඳහා පතුවළ සිට විවිධ රේඩියල් දුරින් සහ ජල මතුපිට සිට විවිධ ගැඹුරකදී නිශ්චිත භ්රමණ වේගයකින් ජලයේ තලයෙහි ස්පර්ශක වේගය විස්තර කිරීම වැදගත් වේ.
මෙම අධ්‍යයනයේ දී, විද්‍යාගාර පරිමාණයේ පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයක කැළඹිලි සහිත ප්රවාහ ප්රවේග ක්ෂේත්‍රයේ පර්යේෂණාත්මක සහ සංඛ්‍යාත්මක විමර්ශනය මගින් ෆ්ලොක්කියුලේෂන් හි ජල ගතික විද්යාව ඇගයීමට ලක් කෙරේ.PIV මිනුම් flocculator මත සටහන් කර ඇති අතර, පත්‍ර වටා ඇති ජල අංශු වල ප්‍රවේගය පෙන්වන කාල-සාමාන්‍ය ප්රවේග සමෝච්ඡයන් නිර්මාණය කරයි.මීට අමතරව, ANSYS-Fluent CFD ෆ්ලොකියුලේටරය තුළ කැරකෙන ප්රවාහය අනුකරණය කිරීමට සහ කාල සාමාන්‍ය ප්රවේග සමෝච්ඡයන් නිර්මාණය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී.PIV සහ CFD ප්රතිඵල අතර ලිපි හුවමාරුව ඇගයීමෙන් ප්රතිඵලයක් ලෙස CFD ආකෘතිය තහවුරු කරන ලදී.මෙම කාර්යයේ අවධානය යොමු වන්නේ පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයක මාන රහිත සැලසුම් පරාමිතියක් වන ස්ලිප් සංගුණකය k ප්‍රමාණනය කිරීමයි.මෙහි ඉදිරිපත් කර ඇති කාර්යය 3 rpm සහ 4 rpm අඩු වේගයකින් ස්ලිප් සංගුණකය k ප්‍රමාණනය කිරීම සඳහා නව පදනමක් සපයයි.ප්රතිඵලවල ඇඟවුම් සෘජුවම ෆ්ලොක්යුලේෂන් ටැංකියේ ජලවිදුලි විද්යාව පිළිබඳ වඩා හොඳ අවබෝධයක් සඳහා දායක වේ.
රසායනාගාර flocculator සමස්ත උස 147 cm, උස 39 cm, සමස්ත පළල 118 cm, සහ 138 cm සමස්ත දිග (රූපය 1) සමග විවෘත ඉහළ සෘජුකෝණාස්රාකාර පෙට්ටියකින් සමන්විත වේ.Camp49 විසින් සංවර්ධනය කරන ලද ප්‍රධාන සැලසුම් නිර්ණායක රසායනාගාර පරිමාණයේ පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයක් නිර්මාණය කිරීමට සහ මාන විශ්ලේෂණයේ මූලධර්ම යෙදීමට භාවිතා කරන ලදී.පර්යේෂණාත්මක පහසුකම ලෙබනන් ඇමරිකානු විශ්ව විද්‍යාලයේ (Byblos, Lebanon) පාරිසරික ඉංජිනේරු විද්‍යාගාරයේ ඉදිකර ඇත.
තිරස් අක්ෂය පතුලේ සිට සෙන්ටිමීටර 60 ක උසකින් පිහිටා ඇති අතර පැඩල් රෝද දෙකක් සවි කර ඇත.සෑම පැඩල් රෝදයක්ම පැඩල් 4 කින් සමන්විත වන අතර, එක් එක් පැඩලයේ පැඩල් 3 බැගින් මුළු 12 ක් සඳහා වේ.Flocculation සඳහා 2 සිට 6 rpm දක්වා අඩු වේගයකින් මෘදු කලබලයක් අවශ්ය වේ.ෆ්ලොක්යුලේටර වල වඩාත් පොදු මිශ්ර කිරීමේ වේගය 3 rpm සහ 4 rpm වේ.රසායනාගාර පරිමානයේ ෆ්ලොක්යුලේටර් ප්රවාහය සැලසුම් කර ඇත්තේ පානීය ජල පවිත්‍රාගාරයක ෆ්ලොක්යුලේෂන් ටැංකි මැදිරියේ ප්රවාහය නිරූපණය කිරීම සඳහා ය.බලය ගණනය කරනු ලබන්නේ සම්ප්රදායික සමීකරණය 42 භාවිතා කරමිනි.භ්රමණ වේගය දෙකම සඳහා, වේග අනුක්‍රමය \(\stackrel{\mathrm{-}}{\text{G}}\) 10 \({\text{sec}}^{-{1}}\) ට වඩා වැඩිය , Reynolds අංකය කැළඹිලි සහිත ප්රවාහය පෙන්නුම් කරයි (වගුව 1).
PIV ඉතා විශාල ලක්ෂ්‍ය සංඛ්‍යාවකින් එකවර ද්රව ප්රවේග දෛශිකවල නිවැරදි හා ප්රමාණාත්මක මිනුම් ලබා ගැනීමට භාවිතා කරයි50.පර්යේෂණාත්මක සැකසුම තුළ රසායනාගාර පරිමාණයේ පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයක්, LaVision PIV පද්ධතියක් (2017) සහ Arduino බාහිර ලේසර් සංවේදක ප්‍රේරකයක් ඇතුළත් විය.කාල-සාමාන්‍ය ප්රවේග පැතිකඩ නිර්මාණය කිරීම සඳහා, PIV රූප අනුක්‍රමිකව එම ස්ථානයේම පටිගත කරන ලදී.PIV පද්ධතිය ක්‍රමාංකනය කර ඇත්තේ ඉලක්ක ප්‍රදේශය විශේෂිත පැඩල් අතක එක් එක් තල තුනේ දිග මැද ලක්ෂ්‍යයේ වන පරිදි ය.බාහිර ප්‍රේරකය ෆ්ලොක්යුලේටරයේ පළලෙහි එක් පැත්තක පිහිටා ඇති ලේසර් සහ අනෙක් පැත්තේ සංවේදක ග්‍රාහකයකින් සමන්විත වේ.flocculator හස්තය ලේසර් මාර්ගය අවහිර කරන සෑම අවස්ථාවකම, PIV ලේසර් සහ කැමරා වැඩසටහන්ගත කළ හැකි කාල ඒකකයක් සමඟ සමමුහුර්ත කර ඇති රූපයක් ලබා ගැනීමට PIV පද්ධතියට සංඥාවක් යවනු ලැබේ.අත්තික්කා මත.2 PIV පද්ධතිය ස්ථාපනය කිරීම සහ රූපය ලබා ගැනීමේ ක්රියාවලිය පෙන්වයි.
ප්රවාහය සාමාන්යකරණය කිරීම සහ එම වර්තන දර්ශක ක්ෂේත්රය සැලකිල්ලට ගැනීම සඳහා flocculator විනාඩි 5-10 ක් ක්රියාත්මක කිරීමෙන් පසුව PIV පටිගත කිරීම ආරම්භ කරන ලදී.ක්‍රමාංකනය සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ ෆ්ලොකියුලේටරය තුළ ගිල්වා ඇති ක්‍රමාංකන තහඩුවක් භාවිතා කර උනන්දුව දක්වන තලයේ දිග මැද ලක්ෂ්‍යයේ තැබීමෙනි.ක්‍රමාංකන තහඩුවට කෙළින්ම ඉහලින් පැතලි ආලෝක පත්‍රයක් සෑදීමට PIV ලේසරයේ පිහිටීම සකසන්න.එක් එක් තලයෙහි එක් එක් භ්රමණ වේගය සඳහා මනින ලද අගයන් වාර්තා කරන්න, අත්හදා බැලීම සඳහා තෝරාගත් භ්රමණ වේගය 3 rpm සහ 4 rpm වේ.
සියලුම PIV පටිගත කිරීම් සඳහා, ලේසර් ස්පන්දන දෙකක් අතර කාල පරතරය 6900 සිට 7700 µs දක්වා පරාසයක පිහිටුවා ඇති අතර එමඟින් අවම වශයෙන් පික්සල 5 ක අංශු විස්ථාපනයකට ඉඩ ලබා දේ.නිවැරදි කාල-සාමාන්‍ය මිනුම් ලබා ගැනීම සඳහා අවශ්ය රූප සංඛ්‍යාව පිළිබඳ නියමු පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී.දෛශික සංඛ්‍යාලේඛන රූප 40, 50, 60, 80, 100, 120, 160, 200, 240 සහ 280 අඩංගු සාම්පල සඳහා සංසන්දනය කරන ලදී.සෑම රූපයක්ම රාමු දෙකකින් සමන්විත වන බැවින් ස්ථායී කාල-සාමාන්‍ය ප්රතිඵල ලබා දීමට රූප 240ක නියැදි ප්‍රමාණය සොයා ගන්නා ලදී.
Flocculator හි ප්රවාහය කැළඹිලි සහිත බැවින්, කුඩා කැළඹිලි සහිත ව්යුහයන් විසඳීම සඳහා කුඩා ප්රශ්න කිරීමේ කවුළුවක් සහ අංශු විශාල සංඛ්යාවක් අවශ්ය වේ.නිරවද්‍යතාවය සහතික කිරීම සඳහා හරස් සහසම්බන්ධ ඇල්ගොරිතමයක් සමඟ ප්‍රමාණය අඩු කිරීමේ පුනරාවර්තන කිහිපයක් යොදනු ලැබේ.50% අතිච්ඡාදනය වන පික්සල 48×48 ප්‍රමාණයේ ආරම්භක ඡන්ද කවුළුවක් සහ එක් අනුවර්තන ක්‍රියාවලියක් 100% අතිච්ඡාදනය සහ අනුවර්තන ක්‍රියාවලි දෙකක් සහිත පික්සල 32×32 අවසාන ඡන්ද කවුළුවේ ප්‍රමාණය අනුගමනය කරන ලදී.මීට අමතරව, ප්රවාහයේ බීජ අංශු ලෙස වීදුරු කුහර ගෝල භාවිතා කරන ලද අතර එමඟින් ඡන්ද මධ්‍යස්ථානයකට අවම වශයෙන් අංශු 10 ක් වත් ඉඩ ලබා දේ.ලේසර් ප්‍රභවය සහ කැමරාව ක්රියාත්මක කිරීම සහ සමමුහුර්ත කිරීම සඳහා වගකිව යුතු වැඩසටහන්ගත කළ හැකි කාල ඒකකයක (PTU) ප්‍රේරක ප්‍රභවයක් මඟින් PIV පටිගත කිරීම ක්‍රියාරම්භ කරයි.
වාණිජ CFD පැකේජය ANSYS Fluent v 19.1 ත්‍රිමාණ ආකෘතිය සංවර්ධනය කිරීමට සහ මූලික ප්රවාහ සමීකරණ විසඳීමට භාවිතා කරන ලදී.
ANSYS-Fluent භාවිතා කරමින්, රසායනාගාර පරිමානයේ paddle flocculator හි 3D ආකෘතියක් නිර්මාණය කරන ලදී.මෙම ආකෘතිය සෘජුකෝණාස්රාකාර පෙට්ටියක ස්වරූපයෙන් සාදා ඇති අතර, රසායනාගාර ආකෘතිය මෙන් තිරස් අක්ෂයක් මත සවි කර ඇති පැඩල් රෝද දෙකකින් සමන්විත වේ.ෆ්‍රීබෝඩ් නොමැති ආකෘතිය සෙන්ටිමීටර 108 ක් උස, සෙන්ටිමීටර 118 ක් පළල සහ දිග සෙන්ටිමීටර 138 කි.මික්සර් වටා තිරස් සිලින්ඩරාකාර තලයක් එකතු කර ඇත.සිලින්ඩරාකාර තලය උත්පාදනය ස්ථාපන අදියරේදී සම්පූර්ණ මිශ්රකයේ භ්රමණය ක්රියාත්මක කළ යුතු අතර, රූපය 3a හි පෙන්වා ඇති පරිදි, ෆ්ලොක්යුලේටරය තුළ භ්රමණය වන ප්රවාහ ක්ෂේත්රය අනුකරණය කළ යුතුය.
ත්‍රිමාණ ANSYS-ප්‍රත්‍යක්ෂ සහ ආදර්ශ ජ්‍යාමිතික රූප සටහන, ANSYS-ප්‍රිය තලයෙහි චතුර ෆ්ලොක්යුලේටර් බඳ දැල, උනන්දුව දක්වන තලයේ ANSYS-ප්‍රත්‍යාස්ථ රූප සටහන.
ආකෘති ජ්යාමිතිය කලාප දෙකකින් සමන්විත වන අතර, ඒ සෑම එකක්ම ද්රවයකි.මෙය සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ තාර්කික අඩුකිරීමේ ශ්‍රිතය භාවිතා කරමිනි.මුලින්ම දියරය නියෝජනය කිරීම සඳහා පෙට්ටියෙන් සිලින්ඩරය (මික්සර් ඇතුළුව) අඩු කරන්න.ඉන්පසු සිලින්ඩරයෙන් මික්සර් අඩු කරන්න, එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් වස්තූන් දෙකක්: මිශ්රකය සහ දියර.අවසාන වශයෙන්, ප්‍රදේශ දෙක අතර ස්ලයිඩින් අතුරුමුහුණතක් යොදන ලදී: සිලින්ඩර-සිලින්ඩර අතුරුමුහුණත සහ සිලින්ඩර-මික්සර් අතුරුමුහුණත (රූපය 3a).
සංඛ්‍යාත්මක අනුහුරුකරණ ක්රියාත්මක කිරීමට භාවිතා කරන කැළඹිලි ආකෘතිවල අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා ඉදිකරන ලද ආකෘති දැල් කිරීම සම්පූර්ණ කර ඇත.ඝන පෘෂ්ඨය අසල විස්තීරණ ස්ථර සහිත ව්යූහගත නොකළ දැලක් භාවිතා කරන ලදී.සංකීර්ණ ප්රවාහ රටා ග්‍රහණය කර ගැනීම සහතික කිරීම සඳහා 1.2 ක වර්ධන වේගයක් සහිත සියලු බිත්ති සඳහා පුළුල් කිරීමේ ස්ථර සාදන්න, පළමු ස්ථරයේ ඝණකම \(7\mathrm{ x }{10}^{-4}\) m සමඟ ( {\text {y))^{+}\le 1.0\).ටෙට්‍රාහෙඩ්‍රොන් සවි කිරීමේ ක්‍රමය භාවිතයෙන් සිරුරේ ප්‍රමාණය සකස් කර ඇත.2.5 × \({10}^{-3}\) m මූලද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණයෙන් යුත් අතුරු මුහුණත් දෙකක ඉදිරිපස පැති ප්‍රමාණය සාදනු ලබන අතර, මික්සර් ඉදිරිපස ප්‍රමාණය 9 × \({10}^{-3}\ ) m යොදනු ලැබේ.මුලික ජනනය කරන ලද දැල මූලද්‍රව්‍ය 2144409 කින් සමන්විත විය (රූපය 3b).
මූලික මූලික ආකෘතිය ලෙස පරාමිති දෙකක k-ε කැළඹිලි ආකෘතියක් තෝරා ගන්නා ලදී.ෆ්ලොක්යුලේටරය තුළ කැරකෙන ප්රවාහය නිවැරදිව අනුකරණය කිරීම සඳහා, වඩා ගණනය කිරීමේ මිල අධික ආකෘතියක් තෝරා ගන්නා ලදී.Flocculator තුළ ඇති කැළඹිලි සහිත කරකැවෙන ප්රවාහය CFD මාදිලි දෙකක් භාවිතයෙන් සංඛ්‍යාත්මකව විමර්ශනය කරන ලදී: SST k–ω51 සහ IDDES52.ආකෘති වලංගු කිරීම සඳහා මෙම ආකෘති දෙකෙහිම ප්රතිඵල පර්යේෂණාත්මක PIV ප්රතිඵල සමඟ සංසන්දනය කරන ලදී.පළමුව, SST k-ω කැළඹිලි ආකෘතිය ද්රව ගතික යෙදුම් සඳහා ද්වි-සමීකරණ කැළඹිලි සහිත දුස්ස්රාවීතා ආකෘතියකි.මෙය විල්කොක්ස් k-ω සහ k-ε මාදිලි ඒකාබද්ධ කරන දෙමුහුන් ආකෘතියකි.මිශ්ර කිරීමේ කාර්යය බිත්තිය අසල Wilcox ආකෘතිය සහ ඉදිරියට එන ප්රවාහයේ k-ε ආකෘතිය සක්රිය කරයි.මෙමගින් ප්රවාහ ක්ෂේත්රය පුරා නිවැරදි ආකෘතිය භාවිතා වන බව සහතික කරයි.එය අහිතකර පීඩන අනුක්‍රමණය හේතුවෙන් ප්රවාහ වෙන්වීම නිවැරදිව පුරෝකථනය කරයි.දෙවනුව, SST k-ω RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) මාදිලිය සමඟින් Individual Eddy Simulation (DES) ආකෘතියේ බහුලව භාවිතා වන Advanced Deferred Eddy Simulation (IDDES) ක්‍රමය තෝරා ගන්නා ලදී.IDDES යනු වඩාත් නම්‍යශීලී සහ පරිශීලක-හිතකාමී විභේදන පරිමාණ (SRS) සමාකරණ ආකෘතියක් සපයන දෙමුහුන් RANS-LES (විශාල සුළි සමාකරණ) ආකෘතියකි.එය විශාල සුළි නිරාකරණය කිරීම සඳහා LES ආකෘතිය මත පදනම් වන අතර කුඩා පරිමාණ සුළි අනුකරණය කිරීම සඳහා SST k-ω වෙත ප්‍රතිවර්තනය කරයි.SST k-ω සහ IDDES සමාකරණවල ප්රතිඵලවල සංඛ්‍යානමය විශ්ලේෂණයන් ආකෘතිය වලංගු කිරීම සඳහා PIV ප්රතිඵල සමඟ සංසන්දනය කරන ලදී.
මූලික මූලික ආකෘතිය ලෙස පරාමිති දෙකක k-ε කැළඹිලි ආකෘතියක් තෝරා ගන්නා ලදී.ෆ්ලොක්යුලේටරය තුළ කැරකෙන ප්රවාහය නිවැරදිව අනුකරණය කිරීම සඳහා, වඩා ගණනය කිරීමේ මිල අධික ආකෘතියක් තෝරා ගන්නා ලදී.Flocculator තුළ ඇති කැළඹිලි සහිත කරකැවෙන ප්රවාහය CFD මාදිලි දෙකක් භාවිතයෙන් සංඛ්‍යාත්මකව විමර්ශනය කරන ලදී: SST k–ω51 සහ IDDES52.ආකෘති වලංගු කිරීම සඳහා මෙම ආකෘති දෙකෙහිම ප්රතිඵල පර්යේෂණාත්මක PIV ප්රතිඵල සමඟ සංසන්දනය කරන ලදී.පළමුව, SST k-ω කැළඹිලි ආකෘතිය ද්රව ගතික යෙදුම් සඳහා ද්වි-සමීකරණ කැළඹිලි සහිත දුස්ස්රාවීතා ආකෘතියකි.මෙය විල්කොක්ස් k-ω සහ k-ε මාදිලි ඒකාබද්ධ කරන දෙමුහුන් ආකෘතියකි.මිශ්ර කිරීමේ කාර්යය බිත්තිය අසල Wilcox ආකෘතිය සහ ඉදිරියට එන ප්රවාහයේ k-ε ආකෘතිය සක්රිය කරයි.මෙමගින් ප්රවාහ ක්ෂේත්රය පුරා නිවැරදි ආකෘතිය භාවිතා වන බව සහතික කරයි.එය අහිතකර පීඩන අනුක්‍රමණය හේතුවෙන් ප්රවාහ වෙන්වීම නිවැරදිව පුරෝකථනය කරයි.දෙවනුව, SST k-ω RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) මාදිලිය සමඟින් Individual Eddy Simulation (DES) ආකෘතියේ බහුලව භාවිතා වන Advanced Deferred Eddy Simulation (IDDES) ක්‍රමය තෝරා ගන්නා ලදී.IDDES යනු වඩාත් නම්‍යශීලී සහ පරිශීලක-හිතකාමී විභේදන පරිමාණ (SRS) සමාකරණ ආකෘතියක් සපයන දෙමුහුන් RANS-LES (විශාල සුළි සමාකරණ) ආකෘතියකි.එය විශාල සුළි නිරාකරණය කිරීම සඳහා LES ආකෘතිය මත පදනම් වන අතර කුඩා පරිමාණ සුළි අනුකරණය කිරීම සඳහා SST k-ω වෙත ප්‍රතිවර්තනය කරයි.SST k-ω සහ IDDES සමාකරණවල ප්රතිඵලවල සංඛ්‍යානමය විශ්ලේෂණයන් ආකෘතිය වලංගු කිරීම සඳහා PIV ප්රතිඵල සමඟ සංසන්දනය කරන ලදී.
පීඩනය මත පදනම් වූ තාවකාලික ද්රාවණයක් භාවිතා කර Y දිශාවට ගුරුත්වාකර්ෂණය භාවිතා කරන්න.භ්රමණ අක්ෂයේ මූලාරම්භය තිරස් අක්ෂයේ මධ්‍යයේ වන අතර භ්රමණ අක්ෂයේ දිශාව Z දිශාවේ ඇති මිශ්‍රණයට දැල් චලිතයක් පැවරීම මගින් භ්රමණය ලබා ගනී.ආකෘති ජ්‍යාමිතික අතුරුමුහුණත් දෙකම සඳහා දැල් අතුරුමුහුණතක් නිර්මාණය කර ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස මායිම් පෙට්ටි දාර දෙකක් ඇතිවේ.පර්යේෂණාත්මක තාක්ෂණයේ දී මෙන්, භ්රමණ වේගය 3 සහ 4 විප්ලව වලට අනුරූප වේ.
මික්සර් සහ ෆ්ලොක්යුලේටරයේ බිත්ති සඳහා මායිම් කොන්දේසි බිත්තිය මගින් සකස් කර ඇති අතර, flocculator හි ඉහළ විවරය ශුන්ය මිනුම් පීඩනය සහිත පිටවීම මගින් සකස් කර ඇත (රූපය 3c).සරල පීඩන-ප්රවේග සන්නිවේදන යෝජනා ක්‍රමය, අවම වශයෙන් වර්ග මූලද්‍රව්‍ය මත පදනම් වූ සියලු පරාමිති සහිත දෙවන පෙළ ශ්‍රිතවල ශ්‍රේණියේ අවකාශය විචලනය කිරීම.සියලුම ප්රවාහ විචල්‍යයන් සඳහා අභිසාරී නිර්ණායකය පරිමාණයේ අවශේෂ 1 x \({10}^{-3}\) වේ.කාල පියවරකට උපරිම පුනරාවර්තන සංඛ්‍යාව 20 ක් වන අතර, කාල පියවර ප්‍රමාණය 0.5° භ්‍රමණයකට අනුරූප වේ.විසඳුම SST k-ω ආකෘතිය සඳහා 8 වන පුනරාවර්තනයේදී සහ IDDES භාවිතයෙන් 12 වන පුනරාවර්තනයේදී අභිසාරී වේ.මීට අමතරව, මික්සර් අවම වශයෙන් විප්ලව 12 ක් සිදු කරන පරිදි කාල පියවර ගණන ගණනය කරන ලදී.භ්‍රමණයන් 3 කට පසු කාල සංඛ්‍යාලේඛන සඳහා දත්ත නියැදීම යොදන්න, එය පර්යේෂණ ක්‍රියා පටිපාටියට සමානව ප්රවාහය සාමාන්යකරණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.එක් එක් විප්ලවය සඳහා වේග ලූපවල ප්‍රතිදානය සංසන්දනය කිරීමෙන් අවසාන විප්ලව හතර සඳහා හරියටම සමාන ප්රතිඵල ලබා දෙන අතර, ස්ථාවර තත්ත්වයකට ළඟා වී ඇති බව පෙන්නුම් කරයි.අමතර පුනරුත්ථාපන මධ්‍යම වේග සමෝච්ඡයන් වැඩි දියුණු කළේ නැත.
භ්රමණ වේගය, 3 rpm හෝ 4 rpm සම්බන්ධව කාල පියවර නිර්වචනය කර ඇත.මික්සර් 0.5 ° කින් භ්රමණය කිරීමට අවශ්ය කාලය සඳහා කාල පියවර පිරිපහදු කර ඇත.පෙර කොටසේ විස්තර කර ඇති පරිදි විසඳුම පහසුවෙන් අභිසාරී වන බැවින් මෙය ප්‍රමාණවත් වේ.මේ අනුව, කැළඹිලි ආකෘති දෙකම සඳහා සියලුම සංඛ්‍යාත්මක ගණනය කිරීම් 3 rpm සඳහා 0.02 \(\stackrel{\mathrm{-}}{7}\) හි නවීකරණය කරන ලද කාල පියවරක් භාවිතයෙන් සිදු කරන ලදී, 0.0208 \(\stackrel{ \mathrm{-} {3}\) 4 rpm.ලබා දී ඇති ශෝධන කාල පියවරක් සඳහා, සෛලයක කෝරන්ට් අංකය සෑම විටම 1.0 ට වඩා අඩුය.
ආකෘති-දැල් යැපීම ගවේෂණය කිරීම සඳහා, මුල් 2.14M දැල සහ පසුව පිරිපහදු කළ 2.88M දැල භාවිතයෙන් ප්රතිඵල ලබා ගන්නා ලදී.ජාල ශෝධනය ලබා ගත හැක්කේ මික්සර් බොඩියේ සෛල ප්‍රමාණය 9 × \({10}^{-3}\) m සිට 7 × \({10}^{-3}\) m දක්වා අඩු කිරීමෙනි.කැළඹිලි ආකෘති දෙකේ මුල් සහ පිරිපහදු කළ දැල් සඳහා, තලය වටා විවිධ ස්ථානවල ප්රවේග මොඩියුලවල සාමාන්‍ය අගයන් සංසන්දනය කරන ලදී.ප්රතිඵල අතර ප්‍රතිශත වෙනස SST k–ω ආකෘතිය සඳහා 1.73% සහ IDDES ආකෘතිය සඳහා 3.51% වේ.IDDES දෙමුහුන් RANS-LES ආකෘතියක් නිසා වැඩි ප්‍රතිශත වෙනසක් පෙන්වයි.මෙම වෙනස්කම් නොවැදගත් ලෙස සලකන ලදී, එබැවින් සමාකරණය සිදු කරන ලද්දේ මූලද්‍රව්‍ය මිලියන 2.14 ක් සහ භ්රමණ කාල පියවර 0.5° සහිත මුල් දැල භාවිතා කරමිනි.
එක් එක් අත්හදා බැලීම් හයෙන් දෙවන වර සිදු කර ප්රතිඵල සංසන්දනය කිරීමෙන් පරීක්ෂණ ප්රතිඵලවල ප්‍රතිනිෂ්පාදනය පරීක්ෂා කරන ලදී.තලයේ කේන්ද්‍රයේ ඇති වේග අගයන් අත්හදා බැලීම් මාලාවක් දෙකකින් සසඳන්න.පර්යේෂණාත්මක කණ්ඩායම් දෙක අතර සාමාන්‍ය ප්‍රතිශත වෙනස 3.1% කි.එක් එක් අත්හදා බැලීම සඳහා PIV පද්ධතිය ස්වාධීනව නැවත ක්‍රමාංකනය කරන ලදී.එක් එක් තලයෙහි කේන්ද්‍රයේ විශ්ලේෂණාත්මකව ගණනය කරන ලද වේගය එම ස්ථානයේම PIV වේගය සමඟ සසඳන්න.මෙම සංසන්දනය තලය 1 සඳහා 6.5% ක උපරිම ප්‍රතිශත දෝෂයක් සමඟ වෙනස පෙන්වයි.
ස්ලිප් සාධකය ප්‍රමාණ කිරීමට පෙර, පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයක ස්ලිප් යන සංකල්පය විද්‍යාත්මකව අවබෝධ කර ගැනීම අවශ්ය වන අතර, ඒ සඳහා ෆ්ලොක්කියුලේටරයේ පැඩ්ල් වටා ප්රවාහ ව්යුහය අධ්යයනය කිරීම අවශ්ය වේ.සංකල්පමය වශයෙන්, ස්ලිප් සංගුණකය ජලයට සාපේක්ෂව තලවල වේගය සැලකිල්ලට ගැනීම සඳහා පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටර නිර්මාණයට ගොඩනගා ඇත.මෙම වේගය බ්ලේඩ් වේගයෙන් 75% ක් විය යුතු බව සාහිත්‍යය නිර්දේශ කරයි, එබැවින් බොහෝ මෝස්තර මෙම ගැලපීම සඳහා සාමාන්‍යයෙන් 0.25 ak භාවිතා කරයි.මේ සඳහා ප්රවාහ ප්රවේග ක්ෂේත්රය සම්පූර්ණයෙන් අවබෝධ කර ගැනීමට සහ මෙම ස්ලිප් අධ්යයනය කිරීමට PIV අත්හදා බැලීම් වලින් ලබාගත් ප්රවේග ප්‍රවාහයන් භාවිතා කිරීම අවශ්ය වේ.බ්ලේඩ් 1 යනු පතුවළට ආසන්නතම අභ්‍යන්තර තලය වන අතර, තලය 3 පිටත තලය වන අතර, තලය 2 මැද තලයයි.
තලය 1 හි ප්රවේග ප්‍රවාහයන් තලය වටා සෘජු භ්රමණය වන ප්රවාහයක් පෙන්වයි.මෙම ප්රවාහ රටා තලයේ දකුණු පැත්තේ, රොටරය සහ තලය අතර ලක්ෂ්‍යයෙන් නිකුත් වේ.රූප සටහන 4a හි රතු තිත් පෙට්ටිය මගින් පෙන්වා ඇති ප්‍රදේශය දෙස බලන විට, තලයට ඉහළින් සහ අවට ප්රතිචක්රීකරණ ප්රවාහයේ තවත් පැතිකඩක් හඳුනා ගැනීම සිත්ගන්නා කරුණකි.ප්රවාහ දෘශ්යකරණය ප්රතිචක්රීකරණ කලාපයට කුඩා ප්රවාහයක් පෙන්නුම් කරයි.මෙම ප්රවාහය තලයේ දකුණු පැත්තේ සිට තලයේ කෙළවරේ සිට සෙන්ටිමීටර 6 ක් පමණ උසකින් ළඟා වේ, සමහර විට තලයට පෙර ඇති අතේ පළමු තලයේ බලපෑම නිසා රූපයේ දැකිය හැකිය.4 rpm හි ප්රවාහ දෘශ්යකරණය එකම හැසිරීම් සහ ව්යුහය පෙන්නුම් කරයි, පෙනෙන විදිහට ඉහළ වේගයන් සමඟ.
3 rpm සහ 4 rpm භ්රමණ වේග දෙකකින් තල තුනක ප්රවේග ක්ෂේත්රය සහ ධාරා ප්‍රස්ථාර.3 rpm හි තල තුනේ උපරිම සාමාන්‍ය වේගය පිළිවෙලින් 0.15 m/s, 0.20 m/s සහ 0.16 m/s වන අතර, 4 rpm හි උපරිම සාමාන්‍ය වේගය 0.15 m/s, 0.22 m/s සහ 0.22 m/ වේ. s, පිළිවෙලින්.තහඩු තුනක් මත.
වෑන් 1 සහ 2 අතර තවත් ආකාරයක හෙලික්සීය ප්රවාහයක් හමු විය. දෛශික ක්ෂේත්රය පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරන්නේ දෛශිකයේ දිශාවෙන් දැක්වෙන පරිදි ජල ප්රවාහය වෑන් 2 හි පහළ සිට ඉහළට ගමන් කරන බවයි.4b හි තිත් පෙට්ටියෙන් පෙන්වා ඇති පරිදි, මෙම දෛශික තල මතුපිට සිට සිරස් අතට ඉහළට නොයනු ඇත, නමුත් දකුණට හැරී ක්‍රමයෙන් බැස යයි.තලය 1 හි මතුපිට, පහළට යන දෛශික වෙන්කර හඳුනාගත හැකි අතර, ඒවා තල දෙකටම ළඟා වන අතර ඒවා අතර ඇති වූ ප්රතිචක්රීකරණ ප්‍රවාහයෙන් ඒවා වට කරයි.4 rpm හි වැඩි වේග විස්තාරය සහිත භ්රමණ වේගය දෙකෙහිම එකම ප්රවාහ ව්යුහය තීරණය කරන ලදී.
තලය 3 හි ප්රවේග ක්ෂේත්රය පෙර තලයේ ප්රවේග දෛශිකයෙන් තලය 3 ට පහළ ප්‍රවාහයට සම්බන්ධ වීමෙන් සැලකිය යුතු දායකත්වයක් ලබා නොදේ.
තලය 3 මතුපිටින් ඇති ප්රවේග දෛශික රූප සටහන 4c හි දැක්වෙන පරිදි කණ්ඩායම් තුනකට බෙදිය හැකිය.පළමු කට්ටලය තලයෙහි දකුණු කෙළවරේ එකකි.මෙම ස්ථානයේ ඇති ප්රවාහ ව්යුහය දකුණට සහ ඉහළට (එනම් තලය 2 දෙසට) කෙළින් වේ.දෙවන කණ්ඩායම තලය මැද වේ.මෙම පිහිටීම සඳහා ප්රවේග දෛශිකය කිසිදු අපගමනයකින් තොරව සහ භ්‍රමණයකින් තොරව කෙළින්ම ඉහළට යොමු කෙරේ.තලයෙහි අවසානයට ඉහලින් උස වැඩි වීමත් සමග ප්රවේග අගය අඩු වීම තීරණය විය.බ්ලේඩ් වල වම් පරිධියේ පිහිටා ඇති තුන්වන කණ්ඩායම සඳහා, ප්රවාහය වහාම වම් පසින්, එනම් ෆ්ලොක්යුලේටරයේ බිත්තියට යොමු කෙරේ.ප්රවේග දෛශිකයෙන් නිරූපණය වන ප්‍රවාහයෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් ඉහළ යන අතර ප්රවාහයේ කොටසක් තිරස් අතට පහළට යයි.
තලයේ මධ්‍යන්‍ය දිග තලයේ 3 rpm සහ 4 rpm සඳහා කාල-සාමාන්‍ය ප්රවේග පැතිකඩ තැනීමට SST k-ω සහ IDDES යන කැළඹිලි ආකෘති දෙකක් භාවිතා කරන ලදී.රූප සටහන 5 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, අනුක්‍රමික භ්‍රමණයන් හතරක් මගින් නිර්මාණය කරන ලද ප්රවේග සමෝච්ඡයන් අතර නිරපේක්ෂ සමානතාවයක් ලබා ගැනීමෙන් ස්ථාවර තත්ත්වය ලබා ගනී.මීට අමතරව, IDDES මගින් ජනනය කරන ලද කාල-සාමාන්‍ය ප්රවේග සමෝච්ඡයන් රූප සටහන 6a හි පෙන්වා ඇති අතර, SST k - ω මගින් ජනනය කරන ලද කාල-සාමාන්‍ය ප්රවේග පැතිකඩයන් රූපය 6a හි පෙන්වා ඇත.6b.
IDDES සහ SST k-ω මගින් ජනනය කරන ලද කාල-සාමාන්‍ය ප්රවේග ලූප භාවිතා කරමින්, IDDES හි ප්රවේග ලූපවල වැඩි අනුපාතයක් ඇත.
රූප සටහන 7 හි පෙන්වා ඇති පරිදි 3 rpm දී IDDES සමඟ සාදන ලද වේග පැතිකඩ ප්රවේශමෙන් පරීක්ෂා කරන්න. මික්සර් දක්ෂිණාවර්තව භ්රමණය වන අතර පෙන්වා ඇති සටහන් අනුව ප්රවාහය සාකච්ඡා කෙරේ.
අත්තික්කා මත.7 ඉහළ සිදුර තිබීම නිසා ප්රවාහය සීමා නොවන බැවින් I චතුරස්රයේ තලය 3 හි මතුපිට ප්රවාහයේ වෙන්වීමක් ඇති බව දැකිය හැකිය.flocculator හි බිත්ති මගින් ප්රවාහය සම්පූර්ණයෙන්ම සීමා කර ඇති බැවින්, II චතුරස්රයේ ප්රවාහයේ වෙන්වීමක් නිරීක්ෂණය නොකෙරේ.III හතරේ දී, ජලය පෙර චතුරශ්‍රවලට වඩා ඉතා අඩු හෝ අඩු වේගයකින් භ්රමණය වේ.I සහ II හතරේ ජලය මික්සර් ක්‍රියාවෙන් පහළට ගෙන යයි (එනම් කරකැවීම හෝ පිටතට තල්ලු කිරීම).තවද III වන චතුරස්රයේ දී, උද්ඝෝෂකයේ තල මගින් ජලය පිටතට තල්ලු කරනු ලැබේ.මෙම ස්ථානයේ ඇති ජල ස්කන්ධය ළඟා වන ෆ්ලොක්යුලේටර් කමිසයට ප්‍රතිරෝධී වන බව පැහැදිලිය.මෙම චතුරස්රයේ භ්රමක ප්රවාහය සම්පූර්ණයෙන්ම වෙන් කර ඇත.හතරැස් IV සඳහා, vane 3 ට ඉහළින් ඇති බොහෝ වායු ප්රවාහය ෆ්ලොක්යුලේටර් බිත්තිය දෙසට යොමු කර ඇති අතර ඉහළ විවරය දක්වා උස වැඩි වන විට ක්‍රමයෙන් එහි ප්‍රමාණය නැති වේ.
මීට අමතරව, මධ්‍ය ස්ථානයට නිල් තිත් සහිත ඉලිප්සාකාර මගින් පෙන්නුම් කරන පරිදි III සහ IV චතුරස්‍රයන් ආධිපත්‍යය දරන සංකීර්ණ ප්රවාහ රටා ඇතුළත් වේ.කරකැවෙන චලිතය හඳුනාගත හැකි බැවින්, මෙම සලකුණු කරන ලද ප්‍රදේශය පැඩල් ෆ්ලොක්යුලේටරයේ කැරකෙන ප්‍රවාහයට කිසිදු සම්බන්ධයක් නැත.මෙය අභ්‍යන්තර ප්රවාහය සහ පූර්ණ භ්රමණ ප්රවාහය අතර පැහැදිලි වෙන්වීමක් ඇති චතුර්ථ I සහ II වලට ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ.
fig හි පෙන්වා ඇති පරිදි.6, IDDES සහ SST k-ω හි ප්රතිඵල සසඳන විට, ප්රවේග සමෝච්ඡ අතර ප්‍රධාන වෙනස වන්නේ තලය 3 ට වහාම පහළින් ඇති ප්‍රවේගයේ විශාලත්වයයි. SST k-ω ආකෘතිය පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරන්නේ තලය 3 මගින් දිගු වූ අධි ප්රවේග ප්රවාහය ගෙන යන බවයි. IDDES හා සසඳන විට.
III හතරේ තවත් වෙනසක් සොයාගත හැකිය.IDDES වලින්, කලින් සඳහන් කළ පරිදි, flocculator අත් අතර භ්රමණ ප්රවාහ වෙන්වීමක් සටහන් විය.කෙසේ වෙතත්, මෙම ස්ථානයට කොන් සහ පළමු තලයෙහි අභ්යන්තරයේ අඩු ප්රවේග ප්රවාහය දැඩි ලෙස බලපායි.එකම ස්ථානය සඳහා SST k-ω සිට, අනෙකුත් ප්‍රදේශවලින් සංඝටක ප්රවාහයක් නොමැති නිසා IDDES හා සසඳන විට සමෝච්ඡ රේඛා සාපේක්ෂව ඉහළ ප්රවේග පෙන්වයි.
ප්රවාහ හැසිරීම් සහ ව්යුහය පිළිබඳ නිවැරදි අවබෝධයක් සඳහා ප්රවේග දෛශික ක්ෂේත්ර සහ ප්‍රවාහයන් පිළිබඳ ගුණාත්මක අවබෝධයක් අවශ්ය වේ.සෑම තලයක්ම සෙන්ටිමීටර 5 ක් පළල බැවින්, නියෝජිත ප්රවේග පැතිකඩක් සැපයීම සඳහා පළල හරහා ප්රවේග ලක්ෂ්‍ය හතක් තෝරා ගන්නා ලදී.මීට අමතරව, තල මතුපිටට ඉහලින් උස ශ්‍රිතයක් ලෙස ප්‍රවේගයේ විශාලත්වය පිළිබඳ ප්රමාණාත්මක අවබෝධයක් අවශ්ය වන්නේ ප්රවේග පැතිකඩ එක් එක් තල මතුපිටට සෘජුවම සහ සෙන්ටිමීටර 2.5 ක අඛණ්ඩ දුරක් සිරස් අතට සෙන්ටිමීටර 10 ක උසකට තැබීමෙනි.වැඩි විස්තර සඳහා රූපයේ S1, S2 සහ S3 බලන්න.උපග්‍රන්ථය A. රූප සටහන 8 හි දැක්වෙන්නේ PIV අත්හදා බැලීම් සහ IDDES සහ SST k-ω භාවිතයෙන් ANSYS-Fluent analysis භාවිතයෙන් ලබාගත් එක් එක් තලයෙහි (Y = 0.0) මතුපිට ප්රවේග ව්‍යාප්තියේ සමානත්වයයි.සංඛ්‍යාත්මක ආකෘති දෙකම ෆ්ලොක්යුලේටර් තලවල මතුපිට ප්රවාහ ව්යුහය නිවැරදිව අනුකරණය කිරීමට හැකි වේ.
තල මතුපිට ප්රවේග බෙදාහැරීම් PIV, IDDES සහ SST k-ω.x-අක්ෂය එක් එක් පත්‍රයේ පළල මිලිමීටර වලින් නියෝජනය කරයි, මූලාරම්භය (0 මි.මී.) පත්‍රයේ වම් පරිධිය නියෝජනය කරන අතර අවසානය (මි.මී. 50) පත්‍රයේ දකුණු පරිධිය නියෝජනය කරයි.
2 සහ 3 තලවල වේග බෙදාහැරීම් Fig.8 සහ Fig.8 හි පෙන්වා ඇති බව පැහැදිලිව පෙනේ.උපග්‍රන්ථයේ A හි S2 සහ S3 උස සමඟ සමාන ප්‍රවණතා පෙන්වන අතර තලය 1 ස්වාධීනව වෙනස් වේ.තල 2 සහ 3 හි ප්රවේග පැතිකඩ පරිපූර්ණ ලෙස සෘජු වන අතර තලයේ කෙළවරේ සිට සෙන්ටිමීටර 10 ක උසකින් එකම විස්තාරය ඇත.මෙයින් අදහස් කරන්නේ මෙම ස්ථානයේ ප්රවාහය ඒකාකාර වන බවයි.IDDES මගින් හොඳින් ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කරන ලද PIV ප්‍රතිඵලවලින් මෙය පැහැදිලිව දැකගත හැකිය.මේ අතර, SST k-ω ප්රතිඵල සමහර වෙනස්කම් පෙන්නුම් කරයි, විශේෂයෙන් 4 rpm දී.
මික්සර් මධ්‍යයේ පිහිටුවා ඇති කරකැවිල්ලේ සියලු අත්වල පළමු තලය අඩංගු බැවින් තලය 1 සියලු ස්ථානවල ප්රවේග පැතිකඩෙහි එකම හැඩය රඳවා තබා ගන්නා අතර උස සාමාන්යකරණය කර නොමැති බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය.එසේම, IDDES හා සසඳන විට, PIV තල වේග පැතිකඩ 2 සහ 3 බොහෝ ස්ථානවල තල මතුපිටට වඩා සෙන්ටිමීටර 10 කට ආසන්නව සමාන වන තෙක් තරමක් වැඩි වේග අගයන් පෙන්නුම් කරයි.
පසු කාලය: දෙසැම්බර්-27-2022