基于PIV的循环式生物絮团系统涡旋分离器内流场研究.PDF

20 19 年 1月 农 业 机 械 学 报 第50 卷 第 1期 doi:10.6041/ j.issn.1000鄄1298.2019.01.033 基于PIV的循环式生物絮团系统涡旋分离器内流场研究 1,2 3 1 2 2 1,2 史明明 摇 孙先鹏摇 朱松明摇 刘摇 晃摇 龙丽娜摇 阮贇杰 (1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州310058;2.农业农村部渔业装备与工程技术重点实验室,上海200092; 3.江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013) 摘要: 为分析循环式生物絮团系统涡旋分离器的内流场特性,基于非接触式流场测试 PIV(Particle image velocimetry)技术对试验规模涡旋分离器内流场进行测量,分析了该涡旋分离器在不同水力停留时间工况下(248、 83、49s)涡旋分离器内部流场的合速度、分速度和涡量等分布情况。 结果表明:不同水力停留时间条件下,涡旋分 离器内套筒内部区域的左下角和上部区域均表现一定的涡旋,同时随着水力停留时间的加快,中间内套筒内的颗 粒速度方向大致相同,仅在筒壁附近产生小的二次流,同时沉积仓内的颗粒速度方向趋于一致;虽然水力停留时间 加快,但轴向和径向的合速度变化不大,且不同速度占据的比例基本相同;不同工况下顺时针和逆时针涡量基本相 同,且水力停留时间越慢,流场的涡量相对越小,并随着水力停留时间加快涡量分布趋向均匀,即高涡量区域逐渐 增加;PIV试验由于激光能量一定,其穿透能力有限,因此,对于复杂结构的PIV试验所获得的结果有待改进。 关键词:循环式生物絮团系统;涡旋分离器;流场;PIV测量 中图分类号:S275郾6 文献标识码:A 文章编号:1000鄄1298(2019)01鄄0299鄄08 Investigation on Flow Field in Hydraulic Vertox Separator of Recirculating Biofloc Technology System Based on PIV 1,2 3 1 2 2 1,2 SHI Mingming 摇 SUN Xianpeng 摇 ZHU Songming 摇 LIU Huang 摇 LONG Li蒺na 摇 RUAN Yunjie (1.College of Biosystems Engineering and Food Science,Zhejiang University,Hangzhou310058,China 2.Fishery Machinery and Instrument Research Institute,Ministry of Agriculture andRuralAffairs,Shanghai200092,China 3.Research Center of FluidMachinery Engineering and Technology,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China) Abstract:Aiming to analyze the flow field characteristics of the vortex separator in the circulating biological flocculation system, the test scale vortex separator was taken as the research object. The non鄄contact flow fieldtest technique,particle imagevelocimetry (PI