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1、中國(guó)環(huán)境科學(xué)2014,34(4):951-957ChinaEnvironmentalScience混凝過(guò)程中絮體形貌的PIV成像觀測(cè)與表征毛玉紅,常青,曾立云(蘭州I交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院,甘肅蘭州730070)摘要:采用粒子成像速度場(chǎng)儀(PIV)對(duì)Taylor—Coueae反應(yīng)器內(nèi)的混凝過(guò)程中絮體的微觀形貌進(jìn)行了觀測(cè)與表征.結(jié)果表明,內(nèi)筒轉(zhuǎn)速在2O~60r/min范圍內(nèi),生成的絮體顆粒較大,粒徑分布均勻,絮凝沉淀效果最好.由于內(nèi)簡(jiǎn)旋轉(zhuǎn)速度的變化直接導(dǎo)致混凝流場(chǎng)形態(tài)的變化,所以混凝過(guò)程中流場(chǎng)形態(tài)的變化對(duì)絮體生長(zhǎng)過(guò)程有重要影響,進(jìn)而直
2、接影響到混凝效果.混凝過(guò)程中流場(chǎng)的周期性變化、渦間存在液體傳遞的波狀渦結(jié)構(gòu)有利于絮體顆粒的結(jié)合生長(zhǎng),并導(dǎo)致較高的絮凝沉淀去除率.這也說(shuō)明PIV技術(shù)能夠在測(cè)量流場(chǎng)的同時(shí)較好地反映混凝過(guò)程中微絮體的形貌變化特征,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)絮凝過(guò)程的原位觀測(cè)與表征.關(guān)鍵詞:混凝;絮體形態(tài);Taylor—Coueae流場(chǎng);PIV中圖分類(lèi)號(hào):X52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000—6923(2014)04—0951—07CharacterizationandmeasurementoftheflocsduringthecoagulationprocessbyPIV
3、.MAOYu-hong.CHANGQing。,ZENGLi-yun(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China).ChinaEnvironmentalScience,2014,34(4):951-957Abstract:Particleimagevelocimetry(plv)wasappliedtocharacterizeandmeasurethemorphologicalchangesofthef
4、locsduringthecoagulationprocess.Theresultsindicatedthattheflocsparticlesweremuchbigger,theirsizedistributionwasmoreuniform,andthesedimentationefficiencieswerehigherwhentherotationspeedoftheinnercylinderwasintherange20-60r/min.Therotationspeedoftheinnercylinderhadagreatin
5、fluenceontheflowfieldwhichdirectlyaffectedtheflocssize,morphologyandcoagulationeficiencies.Thevortexflowfieldstructurechangewithtimeperiodicallyandthebulkfluidmotionmaybebeneficialfortheflocstocombinewitheachotherandgrowup,leadingtothehigherflocculationeficiency.Thisrese
6、archdemonstratedthatthemorphologyofthefiocsinthecoagulationprocesscanbecharacterizedanddescribedperfectlybyPIVandPIVCanbeexploitedasausefultoolinthein—situobservationandmeasurementduringcoagulationprocesses.Keywords:coagulmion;flocsmorphology;Taylor-Couetteflowfield;PIV粒
7、子圖像速度場(chǎng)儀(PIⅥ是一種全場(chǎng)、動(dòng)態(tài)、非合適的研究方法對(duì)絮體的形成環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè).關(guān)于接觸測(cè)量技術(shù),具有較高的精度和空間分辨率,在流絮體監(jiān)測(cè),常用激光粒度分析儀、FCD水下攝像系場(chǎng)中投加示蹤粒子后,即可用來(lái)測(cè)定整個(gè)流場(chǎng)的瞬統(tǒng)、DH—CPAS顆粒圖像系統(tǒng)等進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)【4l,時(shí)速度,從而定量揭示復(fù)雜和非穩(wěn)定流的總體結(jié)構(gòu),但是,當(dāng)絮凝反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特殊時(shí),常規(guī)的水下在目前廣泛應(yīng)用于流體力學(xué)領(lǐng)域的研究。主要用于水、線監(jiān)測(cè)成像系統(tǒng)就無(wú)法使用,必須尋找新的在線成風(fēng)、火焰燃燒及噴射等各種流場(chǎng)測(cè)量與顯示【1】.在水像方法,才能得到精確的絮體信息.處理領(lǐng)
8、域混凝過(guò)程方面的研究涉及較少.PIV在測(cè)量流場(chǎng)的過(guò)程中,利用激光照亮測(cè)混凝反應(yīng)是混凝工藝最重要的環(huán)節(jié),混凝劑與量區(qū)域,讓區(qū)域中的示蹤粒子產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的散水中顆粒物作用所形成的絮體是混凝工藝過(guò)程的射光,PIV