Streszczenie  9
Summary  10
Wykaz ważniejszych oznaczeń, objaśnienie pojęć i skrótów  11
1. Wstęp  13
1.1 Wprowadzenie  13
1.2 Cel pracy  17
1.3 Zakres pracy  18
2. Metody klasyczne w projektowaniu osadników  21
2.1 Historia procesu sedymentacji  21
2.2 Osadniki do klarowania zawiesin  23
2.3 Osadniki wielostrumieniowe  25
2.4 Osadniki do zagęszczania zawiesin  27
2.4.1 Test sedymentacyjny  27
2.4.2 Powierzchnia sedymentacji - sedymentacja skrępowana  29
2.5 Podsumowanie  31
3. Dobór konstrukcji laboratoryjnego osadnika wielostrumieniowego na bazie symulacji numerycznych przepływu  33
3.1 Założenia wstępne  33
3.2 Modelowanie przepływu w laboratoryjnym osadniku wielostrumieniowym z opcjonalnym przeciwprądowym lub prostopadłoprądowym wypełnieniem  34
3.2.1 Koncepcyjny projekt osadnika  34
3.2.2 Układ rozprowadzania zawiesiny  38
3.2.3 Wypełnienie wielostrumieniowe  38
3.2.4 Modelowanie przepływu w osadniku  40
3.2.5 Model numeryczny – warunki brzegowe  41
3.2.6 Zrealizowane obliczenia numeryczne  43
3.2.7 Układ przeciwprądowy  43
3.2.8 Układ prostopadłoprądowy  48
3.3 Wizualizacja przepływu w osadniku  53
3.4 Podsumowanie  55
4. Analiza przepływu w osadniku przemysłowym  57
4.1 Opis analizowanego osadnika  57
4.2 Podział przestrzeni obliczeniowej siatką elementów  61
4.3 Modelowanie przepływu  63
4.4 Wyniki numerycznej symulacji przepływu  65
4.5 Podsumowanie  75
5. Modelowanie numeryczne procesu sedymentacji  78
5.1 Rodzaje modeli obliczeniowych  78
5.2 Model numeryczny układów wielofazowych  80
5.3 Dobór modelu obliczeniowego  84
6. Symulacje numeryczne procesu sedymentacji w warunkach statycznych  87
6.1 Badanie procesu sedymentacji statycznej w warunkach laboratoryjnych  87
6.2 Model numeryczny cylindra pomiarowego  89
6.3 Generowanie krzywej sedymentacji na bazie symulacji numerycznej procesu sedymentacji statycznej  90
6.3.1 Krzywa sedymentacji generowana z wykorzystaniem UDF  92
6.4 Dobór kroku czasowego w symulacji numerycznej procesu sedymentacji statycznej  97
6.4.1 Wpływ kroku czasowego na przebieg krzywej sedymentacji  98
6.4.2 Wpływ liczby iteracji wewnętrznych na przebieg krzywej sedymentacji  100
6.4.3 Symulacje numeryczne procesu sedymentacji zawiesiny węglowej dla kilku kroków czasowych  101
6.5 Symulacje procesu sedymentacji zawiesiny modelowej  104
6.5.1 Dobór kroku czasowego  106
6.5.2 Wyniki przeprowadzonych symulacji  109
6.6 Symulacje numeryczne procesu sedymentacji zawiesiny przemysłowej ZWR z wykorzystaniem monodyspersyjnego modelu numerycznego  112
6.6.1 Parametry zawiesiny wykorzystanej w symulacjach  113
6.6.2 Dobór kroku czasowego  113
6.6.3 Symulacje numeryczne realizowane w oparciu o zastępcze parametry zawiesiny polidyspersyjnej  115
6.6.4 Dobór parametrów zastępczych zawiesiny  117
6.7 Symulacje numeryczne procesu sedymentacji zawiesiny polidyspersyjnej w warunkach statycznych  121
6.7.1 Wybór modelu i założenia wstępne  121
6.7.2 Model numeryczny zawiesiny polidyspersyjnej  122
6.7.3 Symulacje numeryczne dla 1, 5 i 10 frakcji ziarnowych fazy dyspersyjnej  124
6.7.4 Symulacje numeryczne z uwzględnieniem różnych modeli oporu (drag model)  125
6.7.5 Symulacje numeryczne z uwzględnieniem turbulencji oraz modelu kolizji cząstek stałych  126
6.7.6 Podsumowanie  128
7. Symulacje numeryczne procesu sedymentacji zawiesiny polidyspersyjnej w warunkach przepływowych  129
7.1 Założenia wstępne  129
7.2 Materiał badawczy  130
7.3 Badania laboratoryjne procesu sedymentacji w warunkach przepływowych  131
7.4 Skład granulometryczny zawiesiny na wejściu i wyjściach z osadnika w pomiarze laboratoryjnym  137
7.5 Symulacje numeryczne procesu sedymentacji w układzie przepływowym  141
7.5.1 Model obliczeniowy osadnika  141
7.5.2 Wyniki symulacji numerycznych  145
7.6 Wnioski  150
8. Metodyka projektowania osadnika wielostrumieniowego  152
8.1 Wytyczne ogólne wykorzystania metod numerycznych w projektowaniu osadnika  152
8.2 Metodyka prowadzenia symulacji numerycznej procesu sedymentacji  153
9. Podsumowanie i wnioski końcowe  154
Literatura  158
Załącznik  165