Farklı geometriye sahip oksidasyon hendeklerinin hidrolik ve hidrodinamik davranışlarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile analizi

Abstract

Bu çalışmada biyolojik atık su arıtma tesislerinden oksidasyon hendeklerinin (OH) hidrolik ve hidrodinamik davranışları, seçilen tam ölçekli bir tesiste deneysel doğrulama ile birlikte Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yardımıyla incelenerek; tesisin hidrodinamik açıdan zayıf yönleri belirlenmiş ve bu zayıf yönlerin giderimi ve buna bağlı olarak arıtma veriminin artırılması, işletme maliyetinin azaltılması amacıyla, farklı geometriye sahip özgün modeller oluşturulmuştur. Öncelikli olarak, Model 1'de, mevcut tesisin proje değerleriyle ve imalat hatalarıyla beraber, Model 2'de ise imalat hataları olmadan, mevcut tesisin mimari projesine göre modellemesi ve analizi yapılarak Model 1 ve Model 2'deki analiz sonuçları karşılaştırılmış ve imalat hatalarının analiz sonuçlarını nasıl etkilediği ortaya konmuştur. Daha sonra Model 2'ye göre tesisin HAD analizi sonucu ortaya çıkan hidrolik açıdan zayıf yönleri belirlenmiş ve bu zayıf yönlerin giderimi için Model 3, 4'te yeni geometriler ve bu geometrilere ait modeller sunulmuştur. Son kısımda bu modellerin genel değerlendirilmesi yapılmış ve hidrolik açıdan en iyi model belirtilmiştir. Hendek içerisindeki hızların homojen dağılımı ve büyüklüğü bakımından Model 3 diğer modeller içerisinde en iyi sonuçlar veren model olmuştur.

In this study, Hydraulic and hydrodynamic behaviors of the oxidation ditches (ODs) have been investigated by experimentally validated Computational Fluid Dynamics (CFD) in a selected full-scale plant, and the poor points of the plant in terms of hydrodynamics have been determined. Moreover, according to the analyses results, the original models have been created in ANSYS Fluent software in order to increase treatment efficiency and decreasing the operating cost. And, the new original models have been presented. Firstly, Model 1 has been modeled and analyzed according to the architectural project of the existing plant with the project values and observed construction errors and, Model 2 has been modeled in the case without construction errors. And so, the analysis results of Model 2 and Model 1 have been compared and, how the construction errors affect the velocity fields in ODs have been revealed. Thereafter, according to analysis results of the Model 2, the hydraulic weaknesses of the plant, have been determined and new geometries and models have been presented in Models 3 and 4 for the removal of these weaknesses. In the last part, general evaluation of these models has been made and the best hydraulic model has been mentioned. In terms of homogeneous distribution and size of velocities in the OD, Model 4 has been the best model among the other models.