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“浑水水力分离清水装置”结构优化试验研究

作　者: 刘芬
导　师: 邱秀云；周著；侯杰
学　校: 新疆农业大学
专　业: 水力学与河流动力学
关键词: 水沙分离水工模型试验悬移质泥沙均匀正交设计投影寻踪回归分析
分类号: TV131.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 52次
引　用: 6次
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内容摘要

“浑水水力分离清水装置”(文中简称为“装置”)是新疆农业大学水利与土木工程学院水力学教研室课题组成员研制出的一种新型的净水装置。该“装置”仅依靠动态浑水自身水力作用分离出清水,分离出的泥沙都由自身水力作用排除,而无须施加任何其它动力和化学药剂,其装置结构简单,造价低廉,运行费用低,改变了传统的自来水加药处理泥沙的方式,极大地改善了水质,对人体健康和周边环境都非常有利。能够解决我区沿多沙河流地区居住分散的农牧区群众生活用水困难的问题,能够促使喷、滴灌等先进节水技术在我区的推广应用。本文主要是通过物理模型实验,运用均匀正交设计法和投影寻踪回归分析法(PPR)对“浑水水力分离清水装置”进行优化试验研究。通过选用高度、底孔、浓度、进流量四个主要影响因素对“浑水分离清水装置”进行了均匀正交试验,并且利用投影寻踪回归分析方法对试验结果进行了数据分析及计算机仿真优化,从而明确各因素对各指标的影响;其次,通过进一步的同比试验验证了“装置”圆柱段的高度、锥角及进流量对“装置”水沙分离特性的影响。本文通过物理模型实验研究,综合微观分析结果和宏观分析结果,得出影响“装置”水沙分离特性的因素如下:(1)“装置”耗水率的主要影响因素是底孔;溢流含沙量的主要影响因素是浓度;表面负荷率的主要影响因素是进流量和底孔。(2)“装置”柱体的高度对耗水率、溢流含沙量、表面负荷率均为次要因子,但若要使大部分泥沙依靠离心力作用沉降,“装置”柱体高度不宜太高,否则离心力沉降作用沉降弱化。(3)锥段是分离的主要区域,利用不同锥角即30°、45°、90°,做静水沉降试验,得30°锥角对泥沙的浓缩效果要远高于45°和90°锥角。(4)一定直径和高度的“装置”,它的底孔应该控制在一个合理的范围内,作者通过试验初步确定出了不同底孔可处理泥沙的极限浓度。(5)“装置”的处理浑水的能力受流量的影响,对于一固定结构的“装置”而言,在处理一定浓度的浑水时,存在一最佳的处理流量范围。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 泥沙的危害及引水防沙措施  9-10
  1.2 问题的提出  10-12
  1.3 国内外研究现状及其发展趋势  12-15
  1.4 关于该“装置”目前的研究成果  15-16
  1.5 本文主要研究内容  16-17
第二章“装置”内泥沙的运动方程  17-21
  2.1 “装置”内流体的连续性方程及运动方程  17-18
  2.2 “装置”内流体的基本能量方程  18-20
  2.3 小结  20-21
第三章试验装置的结构、原理及方案  21-35
  3.1 试验装置的设计结构  21-23
  3.2 实验装置  23-24
  3.3 实验材料及特性  24-26
  3.4 试验测试的仪器及方法  26
  3.5 “装置”主要考核指标及试验验证方法  26-28
  3.6 实验优化设计的介绍  28-29
  3.7 各种优化实验的特点  29-31
  3.8 试验方案的选择  31-35
第四章运用投影寻踪法对“装置”性能的研究  35-44
  4.1 目前数据处理的常用方法  35-36
  4.2 投影寻踪（PPR）方法简介  36-42
  4.3 小结  42-44
第五章“装置”性能的单因子定量研究  44-54
  5.1 “装置”的单因子分析  44-46
  5.2 柱体高度的影响  46-48
  5.3 锥角的影响  48-50
  5.4 底孔的影响  50-51
  5.5 进流量的影响  51-52
  5.6 小结  52-54
第六章结语  54-56
  6.1 主要研究成果  54
  6.2 本文主要创新点  54-55
  6.3 展望  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
作者简介  60

“浑水水力分离清水装置”结构优化试验研究

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