微曝氧化沟水力特性和气泡羽流传质规律研究

摘要

研究微曝氧化沟曝气充氧和横向推流配合运行状态下非牛顿流体流动和气液两相传质问题,有助于实现氧化沟的优化设计和高效运行。以微曝氧化沟内清水和不同质量分数的羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液为实验对象,研究曝气量、横向推流强度、曝气器布置方式和液相流变特性对微曝氧化沟内水力特性和气泡羽流传质的影响。实验结果表明,液相的流变特性对微曝氧化沟内水力和传质参数均有较大影响。与清水相比,CMC水溶液中沟道底部流速更小,体积氧传质系数更低。氧化沟底部横向流速随着曝气量的增大呈先减小后增大的变化趋势。基于量纲分析,得到气泡直径和体积氧传质系数的无量纲关联式,可为微曝氧化沟系统实现节能降耗和优化运行的目的提供理论依据。