【技术实现步骤摘要】
基于系统动力学的高浓度有机废水集输管路结垢预测方法
本专利技术属于废水集输管路
，具体涉及一种基于系统动力学的高浓度有机废水集输管路结垢预测方法的设计。
技术介绍
有机废水由于其污染物成分复杂、浓度较高，在管路输运过程中易产生结垢，引起输运系统失效，增加运营成本。如何准确预测和控制结垢对于废水输运系统的稳定性至关重要。现有的结垢预测方法主要分两类：第一类是基于水质和热力学因素的饱和指数法，通过结垢离子强度与水温关系曲线建立水、含盐量和温度的函数关系，得到结垢指数，但这类模型未考虑流体动力学、溶解CO2、溶解氧、共沉淀和粘附等因素，与实际情况存在偏差。第二类是考虑流体动力学和溶质扩散的动态数值模拟方法，通过对流速和污垢粒子扩散行为预测污垢沉积率，这类方法往往忽略外部环境条件和水质参数的影响。废水在管道中的输运过程涉及到水质参数、热力学、流体动力学、晶体动力学以及管材表面性质等多方面因素的动态系统，而现有结垢预测方法仅是基于单一因素作用分析，鲜有考虑影响因素的协同和交互作用。此外，现有管道结垢预测方法多是应用在冷却循环水系...
【技术保护点】
1.基于系统动力学的高浓度有机废水集输管路结垢预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、构建包括废水、管材以及管材表面结垢物的废水输运管道结垢问题模型；/nS2、识别废水输运管道结垢问题模型的关键影响因子；/nS3、获取废水输运管道结垢问题模型的系统数据；/nS4、基于关键影响因子和系统数据确定结垢预测模型的主要变量，并找出变量间信息因果反馈机制，确定系统边界，绘制系统因果回路图；/nS5、根据变量间信息因果反馈机制建立量化方程，确定量化方程中关键变量初始值及常量参数，利用计算机系统动力学软件包将系统因果回路图转化为系统存量流量图，得到结垢预测模型；/nS6、通过计算机...
【技术特征摘要】
1.基于系统动力学的高浓度有机废水集输管路结垢预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、构建包括废水、管材以及管材表面结垢物的废水输运管道结垢问题模型；
S2、识别废水输运管道结垢问题模型的关键影响因子；
S3、获取废水输运管道结垢问题模型的系统数据；
S4、基于关键影响因子和系统数据确定结垢预测模型的主要变量，并找出变量间信息因果反馈机制，确定系统边界，绘制系统因果回路图；
S5、根据变量间信息因果反馈机制建立量化方程，确定量化方程中关键变量初始值及常量参数，利用计算机系统动力学软件包将系统因果回路图转化为系统存量流量图，得到结垢预测模型；
S6、通过计算机系统动力学软件对结垢预测模型进行结垢预测仿真模拟，将模拟结果与结垢实验结果进行对比，若模拟结果与结垢实验结果的相对误差小于10％，则结垢预测模型有效，进入步骤S7，否则返回步骤S5重新建立结垢预测量化方程，对结垢预测模型进行完善；
S7、采用结垢预测模型对高浓度有机废水集输管路结垢进行定量预测。
2.根据权利要求1所述的高浓度有机废水集输管路结垢预测方法，其特征在于，所述步骤S2中废水输运管道结垢问题模型的关键影响因子包括废水水质因子、流体动力学及热力学因子和管材性质及结垢物性质因子；
所述废水水质因子包括废水总离子浓度、成垢离子浓度、碳酸根浓度、pH值、水温和颗粒物浓度；
所述流体动力学及热力学因子包括液体粘度、密度、流速、温度、雷诺数、水力半径、水力坡降、扩散系数、摩擦系数和反应速率；
所述管材性质及结垢物性质因子包括管径、管材线性膨胀系数、表面粗糙度、表面能、壁面剪切应力、晶体粒径、垢层厚度和颗粒间作用力。
3.根据权利要求1所述的高浓度有机废水集输管路结垢预测方法，其特征在于，所述步骤S3中废水输运管道结垢问题模型的系统数据包括废水水质参数、流体动力学及热力学参数、管道材料参数和结垢物性质参数；
所述废水水质参数通过废水管道结垢实验获取；
所述流体动力学及热力学参数通过查阅工业设计手册以及废水管道输运实际工况调查与测试获取；
所述管道材料参数通过查阅材料手册和管材性能测试文件以及废水管道输运实际工况调查获取；
所述结垢物性质参数通过废水管道结垢实验中结垢物性质表征以及文献资料查询获取。
4.根据权利要求3所述的高浓度有机废水集输管路结垢预测方法，其特征在于，所述废水水质参数的具体获取方法为：设计废水流经管道时管材表面结垢实验，实验过程中监测废水水质参数变化和管材结垢量，进行皮尔森相关性分析，得到各废水水质参数影响因子与...
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