3DS｜Tech News
Ứng dụng Flow-3D trong mô hình hóa bể lắng cát
Tài liệu này do Yovanni A. Cataño-Lopera, nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois tại Urbana-Champaign, cung cấp.
Trong lịch sử, một nhà máy xử lý nước thải có khả năng phục vụ khoảng 1,3 triệu người trên khu vực rộng khoảng 370 km². Do lượng cát và sỏi trong hệ thống xử lý ngày càng tập trung nhiều vào hai bể lắng cát số 11 và 12, dẫn đến hiện tượng phân bố vật liệu không đồng đều trong các bể này. Ngay cả sau khi 12 bể sục khí ban đầu được thay thế bằng 6 bể sục khí, tình trạng phân bố cát không đều vẫn tiếp diễn.
Để giải quyết tình trạng quá tải cát trong bể lắng cát số 6 (trước đây là bể số 11 và 12), dòng chảy vào bể cần được tiết lưu. Tuy nhiên, việc tiết lưu này lại gây ra tổn thất dung tích hiệu quả của bể lắng cát. Do vấn đề vẫn tồn tại sau khi thay thế bể lắng cát bằng bể sục khí, việc nghiên cứu động lực học chất lưu của hệ thống phân phối nước trở nên hết sức cần thiết.
Phân bố vận tốc và tốc độ cắt dọc theo đường hầm cấp liệu và bộ phân phối
Phần mềm mô phỏng CFD FLOW-3D đã được sử dụng để xây dựng mô hình động lực học chất lưu của dòng chảy đi vào bể lắng cát sục khí. Kết quả cho thấy, tại lưu lượng bơm cao (Q ≥ 225 mgd), dòng chảy trong hệ thống phân phối trở nên không đối xứng. Vận tốc dòng chảy ở phía nam của hệ thống phân phối (vị trí bể lắng cát số 6) thấp hơn tương đối.
Do vận tốc dòng chảy thấp khi đi vào bể lắng cát sẽ dẫn đến lắng đọng cát cao hơn, kết quả mô phỏng đã cung cấp những nhận định ban đầu về nguyên nhân gốc rễ của vấn đề. Với sự hỗ trợ của FLOW-3D, các nghiên cứu đang được tiến hành ở nhiều mức lưu lượng bơm khác nhau, trong đó vật liệu lắng dạng huyền phù được đưa liên tục vào đường hầm đầu vào của các buồng. Kết quả cho thấy, khi lưu lượng tăng, sự bất đối xứng trong lượng trầm tích chuyển vào buồng số 6 trở nên rõ rệt hơn.
Phân bố trầm tích đáy và trầm tích lơ lửng trong bể lắng cát
Dữ liệu mô phỏng được trực quan hóa và hậu xử lý bằng phần mềm Tecplot 360 của Tecplot.