海洋高盐溶液排放的计算流体动力学

IF 0.4 4区 环境科学与生态学 Q4 WATER RESOURCES
Levi de Brito Ximenes, S. P. Pereira, I. L. Lima Neto
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摘要

摘要为了替代公共供水,ceara的水和污水公司发布了一个海水淡化厂的实施公告。海水淡化过程中产生的高盐溶液被排入大海,由于流体密度的不同,流动分为两个区域:向上射流,运动量大;下行源,水流受负推力控制。本研究利用Ansys Fluent软件对射流和源的计算流体动力学进行了建模,重点研究了福塔莱萨海水淡化厂的设计条件。将该模型与文献资料进行了比较,并对ceara水和污水公司海水淡化厂的特性进行了模拟。并将结果与积分软件Visual Plumes在不同放电角度(30°、45°、60°和90°)下的模拟结果进行了比较。结果与已发表的研究结果吻合较好,得到了方程Zm/D = 1.8 Fr,能够预测射流/源达到的高度(Zm),给定扩散器直径和弗劳德数。计算流体动力学模拟与视觉羽毛模拟相似。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Fluidodinâmica computacional da descarga marinha de solução hipersalina
RESUMO Visando a uma alternativa ao abastecimento público de água, a Companhia de Água e Esgoto do Ceará lançou edital para implantação de uma planta de dessalinização. A solução hipersalina, rejeito do processo de dessalinização, será despejada no mar. Pela diferença de densidade entre os fluidos, o escoamento se divide em duas regiões: jato ascendente, com grande quantidade de movimento; e fonte descendente, onde o fluxo é governado pelo empuxo negativo. A presente pesquisa apresenta uma modelagem da dinâmica dos fluidos computacional (computational fluid dynamics) de jatos e fontes, através do software Ansys Fluent, com foco nas condições de projeto apresentadas para a planta de dessalinização de Fortaleza. O modelo foi comparado aos dados disponíveis na literatura e, em seguida, simulado para as características da planta de dessalinização da Companhia de Água e Esgoto do Ceará. Além disso, os resultados foram comparados aos obtidos através de simulações com o software integral Visual Plumes para diferentes ângulos de descarga (30°, 45°, 60° e 90°). Os resultados apresentaram boa concordância com os trabalhos publicados, gerando a equação Zm/D = 1,8 Fr, capaz de predizer a altura alcançada por jatos/fontes (Zm), dados o diâmetro do difusor e o número de Froude. As simulações do tipo computational fluid dynamics foram semelhantes às obtidas com o Visual Plumes.
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