折板單元本身的水力特性對絮體顆粒碰撞的影響主要表現(xiàn)在：折板單元的造渦作用和連續(xù)均勻的單元設(shè)置改善了紊動能耗的分布，從而提高了絮凝方式的數(shù)值，因此提高了絮凝效果。水流通過折板單元，在漸擴段與漸縮段的作用下，可以形成對稱渦旋及單側(cè)渦旋。波峰處水流邊界層的分離是產(chǎn)生渦旋的動因。根據(jù)渦旋的擴散性，會進一步分解為小尺度的渦旋，直到與水流微團相關(guān)的雷諾數(shù)低到不能再產(chǎn)生更小的渦旋為止。
絮凝效果的好壞主要依據(jù)形成的礬花情況。實際生產(chǎn)中，絮凝的效果大都依據(jù)后續(xù)的沉淀出水濁度進行評價，但這已不是絮凝階段結(jié)果的直接反映，沉淀出水濁度還與沉淀效果有很大關(guān)系。另一方面，即使對絮凝效果進行直接評價，評價大多也只是停留在對礬花大小和密實與否的感官描述上，缺少可操作的量化評價標準，這與當前還比較缺乏相對合理的絮凝評價標準有關(guān) [3] 。
加強絮凝動力學，特別是水流狀態(tài)對絮凝沉淀效果的影響方面的深入研究。運用PIV技術(shù)研究折板絮凝池內(nèi)部流場將是一個較好的實驗測試方法。該技術(shù)突破了空間單點測量技術(shù)的局限性，可在同一時刻記錄下整個測量平面的有關(guān)信息，從而可以獲得流動的瞬時平面速度場、脈動速度場、渦量場和雷諾應(yīng)力分布等，因此非常適于研究渦流、湍流等復(fù)雜的流動結(jié)構(gòu)。河海大學已運用PIV進行了往復(fù)隔板絮凝池內(nèi)部流場的研究，海軍工程大學進行了靜態(tài)混合器的PIV實驗研究。另外可利用近年不斷出現(xiàn)的CFD(Com-putational Fluid Dynamics)商業(yè)軟件，如FLUENT,ANSYS,CFX等模擬分析流場流動，特別是FLUENT軟件推出的多種優(yōu)化的物理模型如定常和非定常流動、層流、紊流、不可壓縮和可壓縮流動、傳熱、化學反應(yīng)等等，可達到縮短設(shè)計過程，減少實驗室測定試驗的數(shù)目，減少產(chǎn)品開發(fā)成本的目的。
好的絮凝效果不僅需要大量的顆粒碰撞，還需要控制顆粒進行合理有效的碰撞，使顆粒聚集起來。速度梯度是絮凝過程中常用的控制動力學因素。根據(jù)絮凝動力學理論得知，絮凝過程中的速度梯度值是逐漸減小的；而且開始時刻的速度梯度值要求能與混合階段銜接上，所以一般要求較大。這時的絮凝也要求接觸和碰撞，但是由微渦旋理論可知要求的水力半徑要適合于自身的直徑，才能發(fā)生有效碰撞。理論上，攪拌強度越大，速度梯度越大，相互接觸碰撞的機會越多。但攪拌強度大（G值大），水流的剪切力就大，松散的絮體受到水流剪切會二次斷開成為小絮體。因此要求攪拌的強度（也就是速度梯度）隨著絮凝的進行而逐漸變小。整個混凝的過程中，G值是遞減的。但是速度梯度遞減規(guī)律，國內(nèi)外的還沒有定論。
在往復(fù)式折板后面能夠形成渦旋，伴隨著顆粒粒徑在增加，渦旋的尺度由小變大，符合絮凝動力學規(guī)律；通過比較得出，圓弧形渠道絮凝池的湍流強度變化緩慢，分布更加均勻合理，不僅能夠滿足絮凝前期較大湍流強度的需要，也能滿足絮凝后期顆粒碰撞的湍流強度，證明圓弧轉(zhuǎn)彎渠道形比矩形轉(zhuǎn)彎渠道有更好的絮凝效果。
通過混凝動力學的研究，得到了混凝動力學中速度梯度與時間的關(guān)系G=G（0）/1+Kt；并通過擬合得到往復(fù)式絮凝池速度梯度的變化規(guī)律近似符合混凝動力學對速度梯度變化的要求；同時參考了往復(fù)式絮凝池的新研究成果—將往復(fù)式絮凝池轉(zhuǎn)彎處的矩形渠道變成圓弧形狀，設(shè)計出一種的往復(fù)式絮凝池。通過數(shù)學模擬發(fā)現(xiàn)：優(yōu)化后的往復(fù)式絮凝池拐彎處的圓弧形渠道能夠消除傳統(tǒng)往復(fù)式絮凝池轉(zhuǎn)彎處的死水區(qū)，而且圓弧形渠道處的水流速度比矩形渠道處的分布均勻，有利于節(jié)約能耗。
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