出口直徑對(duì)溶氣釋放器微氣泡生成的影響研究

劉書(shū)城，牛環(huán)寧，岳 鵬

（西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，陜西 西安 710065）

氣浮技術(shù)是指將大量高度分散的微氣泡通入要處理的污染廢水中[1]，使它們可以成為載體，與雜質(zhì)絮凝物彼此粘附，從而達(dá)到固體和固體、固體與液體以及液體與液體分離的目的。氣浮技術(shù)在水處理工程中的應(yīng)用廣泛，而壓力溶氣氣浮技術(shù)也普遍應(yīng)用于氣浮過(guò)程。釋放溶氣水中的氣體，是壓力溶氣氣浮過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由溶氣釋放裝置完成[2]。通過(guò)溶氣釋放器生成平均直徑更小、直徑更平均且數(shù)量更多的微氣泡，是提升氣浮效率的一個(gè)重要途徑。

近年來(lái)，隨著多相流模擬技術(shù)的發(fā)展[3]，人們對(duì)壓力溶氣氣浮技術(shù)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。本文針對(duì)現(xiàn)有的TS型溶氣釋放器存在的內(nèi)流場(chǎng)壓力梯度小、壓降速度慢、出口處氣相速度過(guò)快等缺點(diǎn)，建立了釋放器模型，并改變了釋放器的出口直徑。運(yùn)用FLUENT模擬軟件，對(duì)溶氣水流經(jīng)不同釋放器后的結(jié)構(gòu)內(nèi)部的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)及出口處速度分布進(jìn)行了仿真分析，得到了釋放器的內(nèi)部壓力、速度分布云圖及出口處速度的分布圖，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了定性分析和定量分析，對(duì)現(xiàn)有釋放器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)及形成較優(yōu)質(zhì)量的微氣泡，具有一定的參考作用。

1 TS型釋放器的工作原理

TS型溶氣釋放器是同濟(jì)大學(xué)首創(chuàng)的壓力溶氣法專用釋放器[4-7]，工作原理為：壓力溶氣水進(jìn)入孔口1，流道驟縮降低了部分壓能，增強(qiáng)了空氣分子的動(dòng)能。接著溶氣水流入孔口2，與釋放器內(nèi)部的擋板碰撞，形成渦流，產(chǎn)生了急劇的湍流擾動(dòng)從而繼續(xù)消能，同時(shí)降壓釋氣。……