潜水搅拌推流器改造项目

1　搅拌系统的设计
      在污水处理厂中潜水搅拌机有多种用途。在活性污泥工艺中采用潜水搅拌机可防止污泥沉积在池底部，将污水与回流和再循环水流混合在一起使悬浮固体均匀分布，从而使微生物与污水之间有充分的接触。在污泥处理中它们可以执行其他类似的功能。
      搅拌器设计中通常需要考虑的因素是能量密度（W/m3）和整体流速（m/s），特别是在污水处理中。由于已经出现了新的的搅拌系统，故能量密度标准已经转而用来表示大能耗了。
      有效的搅拌是在整体流动条件下获得的，水池中的介质整体都在发生运动，并且成为搅拌工艺的一部分。整体流速通常为0.15～0.35m/s，现在往往被用作搅拌程度的设计参数。由于无循环通道的水池也存在着如何正确定义和测量所需流速的问题，故只在学术上规定一个整体流速是不够的。直到今天，整体流速仍是污水处理中可行的对通用搅拌状态进行定量分析的方法，而以沉积量、活体积、污泥分布均匀度等参数来定量表示搅拌度的工作正在进行之中。
       整体流动是由搅拌器射流的动量驱动的，其根本上就是搅拌器的反应推力，它与搅拌器的位置共同决定着所产生的流动形式。如果搅拌器的位置和某一应用中所需要的推力以及搅拌器的推力数据已知，就可据此进行设备选型了。
2　流量的计算
      近的一篇报道显示，使用计算机流体动力学（CFD）可以准确地预测潜水搅拌机所产生的流量。这可依靠计算机的帮助并采用雷诺数平均的方法，还需要正确选择湍流、搅拌器型式以及计算中所采用的计算网格。解纳维—斯托克斯方程时所施加的力必须包括在内，如射流冲力（即搅拌器推力，单位：牛顿）。另外，与搅拌器力矩（角动量通量）也有一定的关系，但没有那么重要。
依照搅拌器推力和搅拌器位置，正确使用CFD可以进一步增进搅拌器系统设计工具的准确性。在这些设计中，搅拌器推力是重要的定量因素，由于ITT飞力系列各种搅拌器所产生的推力是已知的，因此搅拌器选型过程就完成了。
3 测量推力的试验台
    　ITT飞力试验台如图1所示，包括一个专门设计的容器、一个带导杆的框架和所需的负载单元及与计算机相连的推力测量设备。框架使得搅拌器所产生的推力可以施加在负载单元上，除了推力以外还有其他的仪表记录电机输入功率（采用3W计法）和电流。
       该试验台具有的导流板系统和安装在罐中的有孔板保证了回流水不会影响搅拌器的性能，其目的是为了获得稳定的、与无限液体体积中相类似的试验条件。这些条件在设计搅拌系统时可作为基准点，而搅拌器性能还要根据周围的流动情况加以修正。
       试验装置（装有搅拌器和推力测量设备）在1∶10的试验模型中共进行了40多次试验，终是将搅拌器放置在与前中心板上的一个孔相对的地方，前中心板与两个成一定角度的侧导流板相连，几乎到达了罐的边缘，形成一个“A”字形状。在流量大的情况下这两个流量收缩（一个位于“A”与罐壁之间，另一个位于“A”的入口）可大大提高系统的稳定性。放置在“A”的入口上方的一个带孔的板阻断了返混，更进一步提高了系统稳定性。
4　搅拌器推力测量标准化
      因为以牛顿表示的搅拌器推力正逐渐成为被广为接受的潜水搅拌机选型参数，所以各搅拌 器供应商所提供的数值必须是直接可比的。在这方面，ITT飞力已经在ISO发起了有关搅拌器性能测量的标准化工作。在EuroPump中由ITT飞力召集了一个推力测量标准小组，而美国水力委员会（ITT飞力是其成员）也开始了同一领域的工作——除ISO内部外，还自己独立进行工作。标准化工作大量采用了ITT飞力十几年来在推力测量方面所获得的知识和经验。
     用于潜水搅拌机的搅拌器推力标准能够保证更为透明的搅拌器选型程序，将大大造福于工业。ITT飞力愿向任何感兴趣的各方提供全套试验台图纸，希望以此加快推力标准引入的进程。
5　结语 
     如果系统设计师和工程师接受搅拌器推力作为潜水搅拌机选型的首要参数，那么在行业内进行搅拌器推力测量标准化就显得尤为重要了。