絮凝的數(shù)學(xué)描述一般分為兩個立的過程：遷移和粘附。遷移過程產(chǎn)生顆粒的碰撞。遷移是由水中顆粒的速度差異引起。在折板絮凝池中，速度差異認(rèn)為是以下3種因素造成：(1)顆粒的布朗運動(異向絮凝中起主要作用；(2)紊流渦旋(同向絮凝)；(3)顆粒間沉降速度的差異(差速絮凝)。粘附作用取決于和顆粒物本身表面性質(zhì)有關(guān)的瞬時作用力。
同時，大尺度的渦旋從主流吸取動能，在運動過程中傳遞給較小尺度的渦旋，這樣逐級傳遞，一直到微尺度的渦旋。在較大尺度的渦運動中，流體粘性幾乎不起作用，可忽略不計，因而在動能傳遞中幾乎沒有能耗;而在微尺度的渦旋運動中，流體粘性將起主要作用，傳送到這些低級渦旋的能量就會通過粘性作用轉(zhuǎn)化為熱能。水流中同時存在無數(shù)大大小小的渦旋，產(chǎn)生一系列的脈動頻率，具有連續(xù)的頻譜。
眾多的水處理工作者均認(rèn)為：只有具有與顆粒尺寸相同數(shù)量級的渦旋才對碰撞有效，其它的不起作用。由于實際的絮體顆粒尺寸變化幅度是1-1000um，因此，有很大一段的渦旋起作用，不能嚴(yán)格劃分大小渦旋的界限。紊動的擴散作用主要取決于大尺度的紊動。大渦旋的尺度可以認(rèn)為與折板單元的尺度數(shù)量級相同。折板單元連續(xù)的縮放，使水流形成大量不同尺度的渦旋，促進(jìn)了水流內(nèi)部絮體顆粒間的相對運動，增加了碰撞機會，所以相對于隔板絮凝池，絮凝效果大大提高。
折板絮凝池的設(shè)計主要控制參數(shù)是水流速度、水頭損失和絮凝時間，但建成后往往發(fā)現(xiàn)實際運行參數(shù)與設(shè)計值相差甚遠(yuǎn)。以水頭損失的計算為例，設(shè)計手冊中，其計算采用的是明渠漸擴和漸縮公式，有人通過研究發(fā)現(xiàn)，豎流折板絮凝池水頭損失實測值與設(shè)計計算值相差較大，實測值明顯小于設(shè)計計算值。
加強絮凝動力學(xué)，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(xué)已運用PIV進(jìn)行了往復(fù)隔板絮凝池內(nèi)部流場的研究，海軍工程大學(xué)進(jìn)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(xué)反應(yīng)等等，可達(dá)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。
加強絮凝控制設(shè)備研制及絮凝效果評價參數(shù)的制定。開發(fā)研制新型可定量、實時測定絮凝過程水流動力學(xué)參數(shù)和礬花多形態(tài)參數(shù)(如大小、密實度、沉降速率等)，并參與水廠運行控制的設(shè)備儀器；利用所開發(fā)的新型設(shè)備儀器，評估判斷特性水體絮凝效果，研究制定新型實用的微觀與宏觀相結(jié)合的絮凝效果綜合評估參數(shù)。
為使水流中的顆粒相互碰撞，就使其與水流產(chǎn)生相對運動。水中的顆粒與水流產(chǎn)生相對運動好的辦法是改變水流的速度。改變速度的方法有兩種：①改變水流速度時造成的慣性效應(yīng)來進(jìn)行凝聚；②改變水流方向。在湍流中充滿著大大小小的渦旋。其中大渦旋能夠使流體進(jìn)一步的摻混，使顆粒均勻擴散于流體中；同時創(chuàng)造大量的小漩渦，并將能量輸出給小渦旋。而小渦旋的作用是促進(jìn)顆粒的碰撞，提高絮凝效率。微渦旋理論認(rèn)為：水中微渦旋尺度與礬花顆粒尺度相近時混凝反應(yīng)充分。而小渦旋的動力學(xué)致因是慣性效應(yīng)，特別是湍流渦旋的離心慣性效應(yīng)，由此可見湍流中微小渦旋的離心慣性效應(yīng)是絮凝的重要動力學(xué)致因。
矩形往復(fù)式絮凝池中普遍存在死水區(qū)，死水區(qū)的存在，不僅容易形成沉積物的堆積，而且嚴(yán)重阻礙了水流的運動。特別是在絮凝后期，水流速度逐漸減小時，死水區(qū)對水流有越來越大的的負(fù)面影響。而圓弧形渠道，幾乎不存在死水區(qū)，可以有效的消除死水區(qū)帶來的負(fù)面影響。且圓弧區(qū)的水流速度也比矩形渠道的分布均勻，有利于節(jié)約能耗。
傳統(tǒng)往復(fù)式絮凝池在矩形渠道拐彎處速度方向改變?yōu)?80°直接轉(zhuǎn)變，而圓弧形渠道拐彎處的速度方向則是逐漸變化，變化比矩形拐彎渠道平緩的多。而其圓弧形拐彎渠道能夠產(chǎn)生慣性離心力，進(jìn)而產(chǎn)生各種微渦旋，根據(jù)王紹文教授提出的“慣性效應(yīng)是絮凝的動力學(xué)致因”可知，圓弧形渠道能夠提高絮凝效率，即絮凝效率較高
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