![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
市政排水管道局部淤堵水力特性研究.pdf
《市政排水管道局部淤堵水力特性研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《市政排水管道局部淤堵水力特性研究.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、中国新技术新产品2024 NO.2(下)-87-工 程 技 术在长期运行过程中和多种因素的共同作用下,市政排水管道会出现局部淤堵现象,导致排水能力下降、水流阻滞以及环境污染等。局部淤堵是指排水管道内部的某些区域由杂物、沉积物、污泥等积聚造成的管道截面流通面积变小,水无法顺畅流动1。局部淤堵不仅会影响正常的排水功能,还会加剧污水倒灌、管道腐蚀和排水设施损坏等问题,进一步危害城市环境和居民的健康2-3。因此,本文依托某市排水管道局部淤堵情况,探究了不同工况下淤堵物的受力变化,研究成果将为城市排水管道规划、建设和管理提供科学依据,促进城市排水系统的可持续发展。1 工程概况本文以某市排水系统中的一段排
2、水管道为研究对象,该排水管道直径为 200mm,选取段长 10m。通气管直径 60mm,长度为 500mm,设置在距离管道上游入口 1m 处,淤堵物设置在距离上游入口 5m 处,其长度为 120mm,淤堵物高度根据工况设置。2 相关理论及数值模型2.1 控制方程及湍流模型VOF 多相流模型是用于描述流体界面行为的计算流体力学模型。在多相流中,液体、气体和固体颗粒等可以共存并在空间中交互作用。在 VOF 模型中,流体的体积分数表示每个空间单元内各相占据的比例,即一个空间单元内占据该单元的液体或气体的比例。通过追踪不同相的体积分数分布,可以模拟流体界面的运动、扩散、合并以及分离等现象,体积分数的输
3、运方程如公式(1)所示。0=+iixut(1)式中:t 表示时间;a 为体积分数;ui和 xi分别表示不同方向上的流速和笛卡尔坐标系下的坐标。雷诺平均模型是计算流体力学中常用的一种湍流模型,用于模拟湍流流动中的平均流场,通过将流场中的各物理量分解为时间平均值和湍流分量,将原始的非稳定方程分解为平均方程和湍流应力项,如公式(2)所示。?tuxutuuxpxxuxiiiijiiijij0,Tu uxji?(2)式中:和 T分别表示动力黏度和涡黏性系数;p 为压强;为流体密度。2.2 数值模型与工况设置根据实际工程排水管道物理模型建立数值模型。对模型进行网格划分时选取六面体结构化网格,对近壁边界层采
4、用蜂窝状网格进行划分,以更好地捕捉边界层效应。在淤堵物部位增加网格密度,以提升计算结果的精度。排水管道局部数值模型图如图 1 所示。划分网格后,需要对其进行网格独立性分析,验证网格分辨率对模拟结果的影响。网格数量增长倍数为 1.3,模型划分网格后的网格数量分别是 221 万、260 万和 311 万,计算时间步长分别为 0.0003s、0.0006s 和0.0009s。比较试验数据与数值模拟结果可知,网格数量与时间步长对模拟结果精度的影响较小,可以忽略不计。结合计算时长,最终选取网格数量为 260 万、时间步长为 0.0009s进行模拟。分别在淤堵物和排水管道内壁布置 5 个测点和 2个测试截
5、面,其中侧点 1 位于淤堵物上游、测点 2、3、4 位于淤堵物部位,测点 5 位于淤堵物下游。工况设置见表 1,分为 A、B、C 共 3 组工况,将 A 组和B 组边界条件设置为恒定流量入口,C 组边界条件设置为非恒定流量入口。A组初始水位为0mm,即模拟干管条件下,恒定水流对淤堵物的冲击作用;B 组初始水位为 0mm40mm,以探究恒定水流对淤堵物的影响;C 组管道具有基础流量,其数值为 1Ls-115Ls-1不等,模拟非恒定水流对淤堵物的影响。此外,设置基础流量为 30Ls-1,以探究满管工况下非市政排水管道局部淤堵水力特性研究徐怀莉韩强(济南城建集团有限公司,山东 济南 250031)摘
6、 要:市政排水系统的有效运行对城市的生态环境、居民生活质量以及基础设施的可持续发展至关重要。本文通过数值模拟方法建立排水管道数值模型,探究了干管工况下淤堵物上、下游截面所受冲击力的变化、不同坡度对冲击力的影响以及湿管条件下积水和淹没工况淤堵物所受冲击力和切应力的变化。结果表明,干管工况下,水流流量和坡度越大,淤堵物所受冲击力越大;湿管工况下,淤堵物所受冲击力小于干管工况,冲击力大小与淤堵物露出水面的高度存在显著的线性关系。关键词:市政工程;排水管道;局部淤堵;水力特性中图分类号:TU992文献标志码:A图 1 排水管道数值模型图管道上游淤堵部位管道下游中国新技术新产品2024 NO.2(下)-
7、88-工 程 技 术恒定水流对淤堵物的水力作用。3 计算结果分析3.1 干管条件下水流冲击障碍物分析淤堵物上游和下游截面冲击力随时间和水流流量的变化如图 2 所示。观察图 2(a)可知,在淤堵物受到水流冲击的瞬间,其所受冲击力瞬间增加,然后迅速回落,随着时间的推移逐渐趋于稳定。此外,根据不同水流流量下的冲击力变化可知,水流流量越大,对淤堵物的冲击力越大。由图 2(b)可知,淤堵物下游截面受水流冲击时,其冲击力瞬间增加,然后缓慢增加并逐渐趋于稳定,不同水流流量下的冲击力变化规律与上游截面一致,水流流量越大,冲击力越大。根据水流流量为 9Ls-1时的淤堵物压强分布可知,淤堵物中部和底部压强较大,而
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 市政 排水管道 局部 水力 特性 研究
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。