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深水自吸式潜水曝气机的设计与试验——摘自知网

   为了改进自吸式潜水曝气机的深水曝气性能，提高其浸深充氧能力和动力效率，研究了曝 气机性能并设计了新的样机． 基于潜水曝气机的结构特点及射流原理，在面积比为 2． 25， 4． 00， 5． 06 和 6． 25时，分别改变喷嘴形状、喉嘴距、喉管长度、工作压力和流量，进行了大量的试验，得 出了不同面积比下的流量比与压力比曲线． 在此基础上，拟合了加性能曲线，归纳了设计方法qsp射流曝气机qsb7.5实物图片

关键词: 潜水射流曝气机; 潜水深度; 面积比; 试验

   曝气设备是给水生物预处理、污水生物处理的 关键性设备，其功能是将空气中的氧转移到曝气池 液体中，以供给好氧微生物所需要的氧量，达到生物 处理的目的． 在污水处理中，特别是脱氮除磷工艺 中，可靠的曝气设备发挥着重要的作用。
   近 10 年来，国外曝气设备得到了飞速发展，针 对不同方式的曝气，研究人员对曝气效果做了深入 研究［3 －4］． 曝气机械种类繁多，结构各异，尤其是潜 水曝气机，以其使用维护简单、低成本的特点， 得到了许多国外机械生产厂商和研究机构 的注意，对此投入了较大的开发研究力量; 研究分为 试验研究［5］与计算流体动力学分析［6］两个方向，其 产品也大量进入正在发展中的市场，但对于具 体的潜水曝气机设计方法，国外文献较少论述到。
   目前，国家对污水排放的要求越来越高． 国内未 来曝气设备的发展，将高度重视潜水曝气机在结构 形式、技术指标等方面的研究［7 －8］． 随着潜水深度增 加，压力将随之增大，气泡将越细密，在水下滞留的 时间将越长，溶解氧也更充分，且同样的污水处理 量，曝气池越深，曝气池所占用的土地面积越小，一 般池深可加大到7 ～8 m，大可达10 m． 因此，曝气 深度成为关注的热点。
   文中围绕着深度潜水曝气的要求展开试验研 究，找出自吸式潜水曝气机加性能曲线，并由样机 验证可行性。

1 曝气机工作原理

  潜水射流曝气机属于水下曝气设备，如图 1 所 示，由潜水泵和射流泵两大部分组成，射流泵部件又 由喷嘴、消声器、进气管、混气室、扩散管等零件组 成． 它在水体底层或中层充入空气，与水体充分均匀 混合，完成氧的气相到液相的转移。

   潜水曝气机采用了射流泵的原理，射流泵的结构 虽然简单，但其中的流动却非常复杂． 特别是液气射流泵，其中的两相流动是一个非常复杂的过程，从喷 嘴出口到喉管出口，其流动形态发生了很大的变化． 起初气液两相都是连续相，然后液体射流破碎，气体 保持为连续相而液体成为分散相． 然后液滴不断融 合，液体又变成了连续相，气体成了分散相( 液体中的 气泡) ． 这样的流动过程，至今未能进行理论计算，当 前商用 CFD 软件对射流曝气机的计算，很难达到理 想的精度［10］，所以，本研究以试验研究为主。

2 曝气机的试验研究

  为了获得性能优良的深水射流曝气机设计依 据，需要寻求液气射流泵的加几何参数． 因此，制 作了试验装置，如图 2 所示． 针对加参数的选择进 行了大量的试验． 试验涉及到 5 个参数改变: 喷嘴形 状; 喉嘴距 K; 喉管长度 L; 工作扬程 H1; 面积比 h。

   在试验中，通过有机玻璃的透明窗口，发现混气 室在气液混合中不起任何作用，气液混合是在喉管 前后完成的( 见图 3) ，并且清楚地观察到，随着参数 的变化，液体出现了回流现象，这对气液混合和曝气 过程的认识提供了可靠的依据。