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大口径污水流量模拟装置的设计与研究

大口径污水流量模拟装置的设计与研究

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作者：李志轩河北大学

学位级别：硕士

随着科技的发展和人民生活水平的提高,城市污水的排放量日益增加。大型的城市污水排放管道口径一般在300 mm以上,而现阶段较大口径管道内的污水流量的研究实验需要到排污管道现场进行操作,既增加了设备的运输和维护成本,同时也难以调控... 详细信息

随着科技的发展和人民生活水平的提高,城市污水的排放量日益增加。大型的城市污水排放管道口径一般在300 mm以上,而现阶段较大口径管道内的污水流量的研究实验需要到排污管道现场进行操作,既增加了设备的运输和维护成本,同时也难以调控实验中的各项参数。因此有必要设计一种可以方便地调节流量、液位等各项参数,可供实验室使用的大口径污水流量模拟装置,为大口径污水流量的研究提供便利。本课题针对如何设计一种大口径污水流量模拟装置进行了研究。首先,本课题明确了大口径污水流量模拟装置的设计需求,并根据实际需求和现场条件制订了设计方案,确定了整套装置包括变频稳压供水循环系统、管路系统、管道坡度调整系统、阀门系统、测量系统和控制系统六个部分,并对各部分的内容与功能进行了设计;接着对包括水箱、管路和坡度调整平台在内的硬件系统进行了具体设计,对各种仪器仪表、加料机、伺服电机等设备进行了选型,对下位机PLC和相应设备的线路连接进行了设计,确定了装置的整体结构并画出了结构图;然后,搭建了包括控制界面和数据采集界面的上位机操作系统;最后,通过实验对装置的坡度调节功能和流量生成性能进行了验证,并针对实验结果分析了装置生成流量的不确定度。本论文取得了如下研究成果:设计了一套大口径污水流量模拟装置,模拟了城市污水排放管道大口径,非满管,无压流动,固液两相的特点。该装置可通过调节水泵功率和阀门开度来调节流量,通过调节管道坡度来调节管内液位和流速;为防止固相粒子沉积在水箱或水泵中,对设备造成堵塞和磨损,开发了固相粒子存放和回收功能;设计了大口径污水流量模拟装置的控制系统,包括硬件部分的选型和布线设计,并编写了相应的控制程序,简化了实验过程中的操作流程,实现了装置的自动化。

关键词：大口径污水流量流量模拟装置控制系统

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