排灌机械工程学报

作者：杜沁熹, 陈斌, 杨陈, 许智

单位：1. 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏 南京 210044; 2. 蓝深集团股份有限公司, 江苏 南京 211500

关键词：湍动能,流动结构,絮凝反应,搅拌机,数值计算

基金：江苏省自然科学基金资助项目(BK20200816)

桨式搅拌机在混凝工艺中被广泛采用,通过调整桨叶的安放角,池内水体会呈现不同的流动结构.文中以高效沉淀池混合区作为分析对象,对桨式搅拌机设计了3种不同流动结构的搅拌模式,选取湍动能作为评价指标,利用计算流体力学软件STAR-CCM+与模型试验研究相结合的方法,来寻求最优搅拌方案.其中,方案1中上、下桨叶的安放角均为+45°,方案2及方案3分别调整下、上桨叶安放角为-45°.综合CFD计算结果与试验数据,两者对于水处理效果的评价较为一致,且桨叶旋转域内湍动能值较高,远离桨叶的静止域内湍动能逐渐降低,两桨叶之间的中层流域湍动能高于上下层水域;在相同搅拌转速下,方案3池内的平均流速和平均湍动能均为最高,但在相同功率消耗下,方案2的平均湍动能数值最高;从试验结果看,所有方案的浊度去除率均在处理量为10 m3/h、搅拌转速为60 r/min时达到最高值,方案2的去除效果显著优于方案1,方案2的最大去除率可达79.18%.研究结果表明:选取湍动能k值作为水处理评价指标是合理的,且k值过小或过大均会导致出水水质变差,设计合理的搅拌水力部件,通过控制湍动能优化流动结构,对于改善絮凝反应和提升去除率具有重要意义.

来源：2026年第3期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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