滴灌用过滤装置的研究现状及发展趋势

由于滴灌灌水器流道较小,滴灌系统对水质要求颇高,因此过滤装置在滴灌中非常重要。国内外学者对其进行了大量的研究和研发工作。在此背景下,在简要阐述滴灌用砂石、网式、叠片式和离心式过滤器工作原理的基础上,对滴灌用过滤器的研究现状进行了系统归纳总结,对过滤器研究存在问题和发展趋势进行了讨论。认为目前针对过滤器水头损失和堵塞的变化规律及影响因素的试验研究较多;在建立过滤器水头损失理论计算方程和模型模拟过滤器内部水流流态等方面已引入流体计算模型;而砂石过滤器滤料和滤帽、网式过滤器自清洗装置、叠片式过滤器叠片以及一体式组合过滤器结构的改进等是过滤器研发的热点。研究认为将来过滤器的研究研发工作可重点针对过滤器模拟技术和适应我国国情的过滤器研制等方面展开。本研究可为滴灌用过滤器的研究提供一定的技术支撑。     

液施肥不同畦灌方式对土壤水氮分布及夏玉米生长性状影响

为探究肥料液施条件下波涌畦灌和常规畦灌2种不同畦灌方式的土壤水氮分布及对夏玉米的生长、产量的影响,展开了大田试验,分析水氮空间分布的变异性、水氮储存效率和灌水施肥效率,对夏玉米进行考种及干物质积累的测定。灌后3天,波涌畦灌和常规畦灌在0～60 cm土层内含水率较灌前增加了44.38%、44.77%,硝态氮含量增加了4.94、3.13 mg/kg,波涌畦灌灌水效率为36.01%,较常规畦灌低26.51%,波涌畦灌施肥效率为25.67%,较常规畦灌高57.87%。波涌畦灌考种指标及干物质积累量高于常规畦灌,各项指标较常规畦灌高0.94%～9.31%,产量提升0.75%。由于波涌畦灌灌水量高,导致其灌水效率降低,但施肥效率有所提高,波涌畦灌水氮空间分布优于常规畦灌,更有利于夏玉米生长发育。     

多级复合网式过滤器水力性能试验研究

多级复合网式过滤器是将不同目数的滤网(50、80、120目)集成在同一壳体以增加其过滤效果的微灌用过滤器。【目的】研究该过滤器性能。【方法】开展清水试验,考察过滤器清洁压降变化;开展浑水试验,以流量和含沙量为因素,其中,流量设置18、22、26m³/h,含沙量设置0.07、0.10、0.13g/L,考察水头损失、流量、浊度等指标变化规律。【结果】清水试验时,过滤器清洁压降曲线符合幂函数关系,拟合系数0.9999;浑水试验时,流量起初较稳定,约18~30min后出现拐点而急剧下降;相对应的,过滤器水头损失则起初稳定,出现拐点后急剧增大,流量和含沙量越大,流量和水头损失变化的拐点出现越早,过滤周期越短,过滤器发生堵塞的时间越短,但发生堵塞后,浊度出现降低趋势,预示过滤效果更好。【结论】新研发的多级复合网式过滤器(壳体内径370 mm,高720mm)水力性能变化规律与单一网式过滤器类似,而且过滤周期较长,过滤精度较高,适用于微灌系统。     

微灌多级复合网式过滤器的设计和试验

网式过滤器是微灌系统上广泛应用的过滤装置之一,微灌上常将不同过滤精度的过滤器组合使用以达到更好的过滤效果,但这同时也导致过滤器组出现了占据空间大、连接件多、清洗不便等问题。基于此,在分析网式过滤器过滤机理的基础上,设计了一种微灌多级复合网式过滤器,将不同过滤精度的筛网有效集中在同一壳体内,同时设计了对多级滤网进行清洗的刷体,并设计了控制装置。在设计的基础上,试制了样机,展开了水力性能试验,结果表明:自主研发的复合网式过滤器清洁压降变化规律仍近似于网式过滤器,可用幂函数表示;在过流量30 m~3/h情况下,复合网式过滤器的水头损失仅1.5 m,证明了其结构的合理性。     

手摇清洗网式过滤器水力性能试验研究

【目的】测试手摇清洗网式过滤器性能,为微灌过滤器的选型提供技术支撑。【方法】针对A(AZUD)和B(ARKA)2种常用型号手摇清洗网式过滤器,通过清水试验,获得了清洁压降曲线;通过含沙水试验,分析对比了2种过滤器在不同流量和含沙量条件下的过滤效果;针对B型过滤器开展了排污效果试验,验证了手摇清洗网式过滤器清污能力。【结果】手摇清洗网式过滤器的清洁压降曲线符合幂函数关系;水头损失随流量和含沙量的增大逐渐增大;流量对水头损失的影响较对堵塞程度的影响更明显,含沙量对堵塞程度的影响与对水头损失的影响相当。清水试验时,2种过滤器水头损失均小于2 m;含沙水试验时,过滤器在流量为30 m³/h、含沙量为0.08 g/L时拦沙量较大,对0~200μm小颗粒的拦截效果更优;A型过滤器水头损失变化更均匀、拦沙量更多,B型过滤器水头损失和堵塞程度变化更缓慢、过滤周期更长。B型过滤器在排污清洗后可以达到初始的滤网清洁程度,水头损失变化规律与清洗前基本一致。【结论】手摇清洗网式过滤器水力性能和过滤性能表现优异,实际应用时可根据不同的灌水需求和水源条件选型使用。