不同工况下砂石过滤器对黄河水和再生水过滤性能影响

为了了解不同水源条件下砂石过滤器的过滤性能,选取黄河水及再生水2种典型滴灌水源,测试了3种粒径石英砂滤料,5种滤速条件下砂石过滤器颗粒物去除率和水头损失,重点对比了2种水源下砂石过滤器过滤性能的差异.研究发现:砂石过滤器对再生水的浊度去除效果优于黄河水,浊度去除率提高5.95%~65.30%.在黄河水条件下,砂石过滤器水头损失大于再生水,水头损失增加了34.90%~68.40%;随着运行时间的增加,砂石过滤器对再生水的浊度去除率缓慢上升,而对黄河水的浊度去除率呈先升后降趋势;随过滤流速增加,砂石过滤器对再生水的浊度去除率呈先增后减趋势,而对黄河水的浊度去除率随流速增加并未有明显变化;黄河水条件下砂石过滤器的过滤参数建议选择粒径1.00~1.70 mm,过滤流速0.012 m/s,再生水建议选择粒径1.70~2.35 mm,过滤流速0.015 m/s.结果为不同水质条件下过滤器的选择提供一定参考.     

滴灌系统网式和叠片式过滤器水力性能试验研究

滴灌系统过滤器的性能直接影响系统正常运行及使用寿命,以网式和叠片式过滤器为研究对象,进行了不同流量下清水和3种质量浓度浑水工况下,不同目数的2种过滤器水头损失和过滤性能试验,分析了过滤器水力性能的影响因素及其相互关系。结果表明,在清水条件下,过滤器的局部水头损失hj与流量Q成正比,随着系统过流量的增加而增加;相同流量下,高目数过滤器产生的水头损失大于低目数;浑水条件下,过滤器的水头损失与系统过流量、含沙量有关。随流量、含沙量的增大,过滤器初始水头损失增大,过滤周期变短。相同条件下,叠片式过滤器的水头损失明显大于网式过滤器,除沙率高于网式过滤器,即网式过滤器水力性能优于叠网式片过滤器,叠片过滤器的过滤效果优于网式过滤器。     

基于PPR和NSGA-Ⅱ的泵前微压过滤器水力与过滤性能研究

【目的】探究泵前微压过滤器的性能。【方法】开展5组流量(2～8m³/h)、5组含沙量(0.5～2.0g/L)、3组滤网过滤面积(1 105、1 582、2 060 cm²)和4组分水器型式(不加、1型、2型、3型)的物理模型试验,采用投影寻踪回归分析法(PPR)、多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),建立水头损失、截沙质量和总过滤效率的预测模型,探究各指标的影响因素排序,确定泵前微压过滤器的最佳运行工况。【结果】影响泵前微压过滤器水头损失的因素排序为进水流量?含沙量?滤网过滤面积;影响截沙质量的因素排序为含沙量?滤网过滤面积?进水流量;影响总过滤效率的因素排序为滤网过滤面积?含沙量?进水流量;以相对误差≤10%作为判定标准,建立的截沙质量和总过滤效率PPR预测模型合格率为100%,模型精度较高,但水头损失PPR预测模型合格率仅为70%,模型不可靠。本试验范围下泵前微压过滤器的最佳运行工况为：含沙量2 g/L、进水流量7 m³/h、滤网过滤面积2 060 cm²。【结论】PPR预测模型对截沙质量和总过滤效率...     

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。     

低水头滴灌过滤器的研制与应用

为解决传统微灌系统中使用的各种过滤装置孔口堵塞及水头损失较大这一问题,设计了几种不同截面型式的开敞式滤网过滤器,其结构有箱式、圆柱体式及棱柱体式三种型式,并分别对其进行水力性能测试。测试结果表明：额定流量为2 m^3/h时,以圆柱体式结构的滤网过滤器水头损失为最小（7.95 cm）;额定流量为5 m^3/h时,以箱形结构的滤网过滤器水头损失为最小（16.93cm）,两者均满足水头损失在30 cm以下的要求。实践应用结果表明,优选的两种开敞式滤网过滤器具有过滤效果好、水头损失小等优点,对于减缓灌水器堵塞、延长系统寿命发挥了重要作用,是适于低水头微灌系统的一种较为理想的过滤装置。     

移动式滴灌过滤器的研制

近几年国内一些厂家在引进消化技术的基础上自行设计生产了一些微灌过滤产品,但还存在一些问题。即:过滤介质在工作一段时间后需要自清洗或是人工清洗后方可继续使用,但其洗净率都不高,并且随着过滤工作的继续,介质的污染现象不断加重,致使过滤系统过滤能力下降,且这些设备都为固定式、价格昂贵,不适用于广大农村和小型农场的推广应用。2005年我公司设计制作了移动式滴灌过滤器。1主要结构该过滤器由离心式分离器、砂石介质过滤器、网式过滤器、施肥装置等组成(图1)。该机可用小四轮拖拉机牵引到田边地头,机动性好,使用方便。2主要技术参数…     

微灌用叠片过滤器的过滤性能试验研究

为了深入研究微灌用叠片过滤器的水力和过滤性能,采用试验方法,研究分析了叠片过滤器的过滤性能。结果表明,叠片过滤器的水头损失均随加砂量的增加而呈现非比例的增加,在加砂量达到一定量时,水头损失出现激增,并迅速达到或超过安全压差;粒径的大小影响安全过滤砂量;叠片过滤器的朝上安装时的过滤性能优于朝下安装;根据叠片过滤器的过滤效率,得到了叠片过滤器过滤精度M与叠片最小断面内切圆直径D的关系范围为:M∶D≈1∶1.2。     

石羊河流域玉米膜下滴灌过滤器性能选型研究北大核心

为探明石羊河流域玉米膜下水肥一体化技术滴灌系统过滤装置堵塞影响因素、堵塞机理及过滤系统运行优化模式,根据玉米的施肥灌溉制度及滴灌系统布置方式,研究了N、P、K肥分别单独施加情况下对3组只有一级过滤器(网80目、叠片80目、叠片40目)及6组含有二级过滤器(网120目、叠片120目)对系统堵塞程度、水头损失及过流量的影响。结果表明:3组一级过滤器(网80目、叠片80目及叠片40目)中网式80目过滤器不仅水头损失相对较小、流量降幅不大而且能相对延长毛管的堵塞时间;2组二级过滤器(网120目和叠片120目)中叠片式120目过滤器抗堵塞时间较长,堵塞程度低,水头损失小。因此一级网式80目、二级叠片式120目过滤器是6组组合形式中过滤效果最好、肥液利用率最高的。     

自主研发的叠片过滤器与国外同类产品的性能比较研究

叠片过滤器具有过滤效率高、使用寿命长和运行可靠等特点,尤其是能够实现立体过滤,对地表水的过滤器效果比网式过滤器更为优越.目前国产高品质叠片过滤器在市场上很少见,大多数叠片过滤器依赖于进口.针对这种情况,我们从2005年开始对叠片过滤器进行研发,通过对叠片过滤器的流道的结构、叠片材质、叠片模具以及叠片注塑成型工艺的反复研究试验,研发了具有自主知识产权的高品质叠片过滤器.将自主研发的叠片过滤器和进口叠片过滤器的过流量、抗堵塞性能以及耐压性能进行对比试验,试验结果表明,自主研发的叠片过滤器的上述技术指标均已达到国外同类产品的水平.另外,自主研发的产品造价也远远低于国外同类产品的价格,因此推广应用前景广阔.     

陶瓷滤料过滤性能试验研究

山铝陶瓷是利用铝厂的废矿料生产的一种过滤材料，为了研究其过滤性能，在试验室对陶瓷滤料进行试验，同时做了石英砂过滤试验作为对照。结果显示：各种级配的陶瓷滤料其过滤周期、产水量、过滤能力指数分别是石英砂滤料的1.27-1.54倍、1.28-1.77倍、1.23-1.62倍。在试验室模型试验后，进行了生产性试验，试验结果也表明：陶瓷滤料过滤运行成本低 、过滤效率高、出水水质好。     

浑水质量分数对石英砂滤料过滤性能的影响

为了正确评价泥沙颗粒对微灌系统堵塞的影响,试验配置了4种质量分数分别为0.3‰,0.5‰,0.8‰和1‰的浑水,通过微灌用砂过滤器模型,研究了滤后水的浊度、粒径变化以及泥沙颗粒质量浓度随时间的变化规律.结果表明:浑水质量分数影响滤后水浊度和颗粒质量浓度,浑水质量分数大,则滤后水浊度和颗粒质量浓度高;不同质量分数浑水过滤10 min后,滤后水浊度均逐渐下降,而当浑水质量分数增大到0.8‰时,过滤10 min时滤后水浊度极不稳定,滤层截留较多的粒径大于0.1 mm颗粒,也有2%~3%的大粒径颗粒穿过了滤层.当浑水质量分数小于0.5‰时,滤后水中粒径小于0.1 mm颗粒的质量分数增大较少,粒径大于0.1 mm颗粒的质量分数不到1%.随着浑水质量分数的增大,平均浊度滤除率和颗粒质量浓度减少率均呈负二次曲线变化,当浑水质量分数为0.8‰时,分别达到56.69%和57.61%.大质量分数的浑水具有较大的浊度滤除率和颗粒质量浓度减少率,但易于造成砂滤层的堵塞,降低其过滤效果、缩短过滤时间.     

微灌用砂过滤器的过滤与反冲洗

对节水灌溉工程中使用的砂过滤器的过滤与反冲洗性能进行理论分析和试验研究，提出了新的过滤阻力系数与雷诺数的关系式，给出了新的计算初始水头损失公式。分析了过滤和堵塞的规律，并根据反冲洗试验结果，提出了最佳反冲洗强度和最佳膨胀率，为正确设计和使用砂过滤器提供了理论依据。     

微灌条件下三种过滤器过滤效果试验研究

为了探索砂石、筛网和叠片过滤器对黄河泥沙的过滤效果及其差异性,在不同过滤流量下进行了室内模型试验,并对比分析了过滤后水浊度、颗粒质量浓度、水头损失、瞬时流量等指标。结果表明,砂石过滤器过滤后水浊度和颗粒质量浓度低于筛网和叠片过滤器,且砂石过滤器过滤后水的水浊度和颗粒质量浓度变化曲线较为稳定,筛网和叠片过滤器的浊度滤除比率和颗粒质量浓度滤除比率均低于砂石过滤器。砂石过滤器截留的泥沙粒径分布均匀,而筛网和叠片过滤器截留能力体现在大粒径,因而砂石过滤器更能充分实现过滤功能。砂石过滤器水头损失随时间呈现递增趋势,而筛网和叠片过滤器变化幅度不大,分析认为后者未能充分截留泥沙,判定水头损失小不代表过滤效果好。综合可知,砂石过滤器过滤黄河泥沙效果优于筛网和叠片过滤器。     

微灌用滤网过滤器水力性能的分析研究

滤网过滤器是一种特殊的泥沙处理设备,有着比较独特的水力性能。从分析其过滤机理出发,结合实验研究,得出：在浑水条件下,滤网过滤器过滤元件的过水面积应该设计偏大一些,预留一部分的堵塞面积,保证筛网在堵塞到一定程度之前,堵塞对过滤器的局部水头损失增幅的影响不是太大,从而保证在这段时间里系统能够正常工作。初步分析了滤网过滤器的...     

内镶贴片式滴灌带局部水头损失试验研究

通过试验研究了标准管径16 mm的5种内镶贴片式滴灌带的局部水头损失,分析了滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf和局部水头损失系数α的变化规律.结果表明:相同工作压力下,滴灌带当量直径随壁厚的增大而减小,造成沿程水头损失和局部水头损失的增大,局部水头损失与壁厚、滴头断面面积和雷诺数有关.随着雷诺数的增大,滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf减小,最小值可达到0. 67,但仍超过中国制定的微灌工程技术规范设计标准(0. 1~0. 2).通过对试验数据进行多元回归分析,提出了滴灌带局部水头损失系数与过水断面收缩比和雷诺数的关系式,相关系数为0. 96.     

流量与含沙量对浮筒网式旋转过滤器水力性能与过滤性能的影响

过滤器是保障微灌系统正常运行的核心设备,而水头损失与过滤效率是评价其性能的2个关键指标。为探明泵前过滤器—浮筒网式旋转过滤器的水力性能和过滤性能,采用方差分析、极差分析、主效应多重比较法对比分析了浮筒网式旋转过滤器在滤网孔径为0.150 mm时,5种不同含沙量、5种不同流量下的水头损失与过滤效率,并确定了试验条件下的最优工况。结果表明：对水头损失而言,流量比含沙量影响大;对过滤效率而言,含沙量的影响更大,且水头损失与过滤效率均随含沙量与流量的增大而增大;最优工况为流量930 L/h、含沙量2.0 g/L,此工况下对应的水头损失为0.281 m,过滤效率为84.01%,可以保证在有良好的过滤效率的同时具有较小的水头损失,从而实现节能减排,高效灌溉的目的。     

上下复合型砂石-滤网集成式过滤器研发

目前大部分过滤系统成本高、重量大、安装过程复杂。针对这一问题,创新性地研发了上下复合型砂石-滤网集成式过滤器,该过滤器将传统的砂石过滤器和网式过滤器集成为一体,注塑而成,具有体积小、成本低,便于安装的优点。且可以通过控制阀门的开关实现对灌溉过滤器的自动反冲洗。     

滴灌毛管局部水头损失计算方法研究

为了探明安装插入式灌水器的毛管局部水头损失计算方法及其在沿程水头损失中所占的比例,从水力学基本原理出发,分析了毛管局部水头损失与其影响因素之间的关系,推导出毛管局部水头损失及占沿程水头损失比例的计算公式,并进行了讨论分析。结果表明：毛管局部水头损失随着毛管内径的增大而减小,随着灌水器插头断面面积、灌水器流量和灌水器个数...     

低压条件下滴灌毛管水头损失试验研究

对孔径0.9、1.2 mm,孔间距33 cm,管径为φ12、φ16PE滴灌毛管进行了0.25~2.4 m入口工作水头条件下的水力性能试验和分析。结果表明,在试验的工作水头下,使用达西-韦斯巴赫公式、经验公式计算出管道总水头损失值与实测值比较都有很大的偏差,通过对试验数据的回归分析,对常用的水头损失计算经验公式用以入口工作水头为变量的参数进行了修正,取得较好的计算精度。     

水驱自清洗网式过滤器在滴灌作业中的应用

节水滴灌技术在新疆兵团农业领域得到快速发展,在滴灌作业中,过滤器的作用至关重要,水驱动自清洗式过滤器有着良好的市场应用前景.本文详细阐述了水驱动自清洗过滤器的结构原理、排污方式、性能指标及工作特点,为滴灌作业的正常进行提供技术支持.