浑水条件下鱼雷网式过滤器的试验研究

【目的】深入研究鱼雷网式过滤器的水头损失和过滤时间。【方法】浑水条件下,对2种滤网目数的鱼雷网式过滤器分别进行定含沙量和定流量试验,分析了水头损失在不同运行条件下的变化规律。【结果】定含沙量试验中,进水流量在240～300 m3/h范围内持续增大时,水头损失发生急剧变化所需时间逐渐延长,而在300～360 m3/h范围内持续增大时,水头损失急剧变化所需时间逐渐缩短,这是鱼雷部件起到关键作用的缘故;定流量试验中,随进水含沙量增大,过滤器达到预设压差0.10 MPa的时间越短;所有试验条件下,水头损失随过滤时间的推移经历保持不变、逐渐减少和急剧增大3个不同的变化阶段。【结论】鱼雷部件在延长过滤时间方面起到重要的作用;鱼雷网式过滤器的冲洗预设压差值调节为0.04 MPa最宜。     

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、26 m3/h,含沙量设置0.07、0.10、0.13 g/L,考察水头损失、流...     

自清洗网式过滤器水头损失和排污时间研究

通过室内模型试验,对80目和120目自清洗网式过滤器在清水过滤时的水头损失和排污状态下的最佳排污时间进行了试验研究.清水过滤状态时,通过对试验用过滤器的进水口和出水口建立伯努利方程,推导出过滤器清水水头损失的通用表达式,在不同的进水流量下(0 ～220 m3/h),结合试验数据得出了2种目数滤网水头损失的经验表达式;排污状态时,在对2种滤网各自设置5个不同排污压差及3个相应不同进水含沙量条件下,得出了排污口含沙量随排污时间的变化曲线规律为先变大后减小,15s时出现拐点,20 s以后趋于稳定,为保证过滤器的排污效果及节约水资源,确定过滤器的最佳理论排污时间段为20～30 s,结合试验数据和误差分析,理论推导出120目滤网的最佳排污时间计算表达式,计算结果表明:理论值与试验值吻合较好.     

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。     

滴灌用自清洗网式过滤器排污压差计算方法

对滴灌用自清洗网式过滤器排污压差进行了计算,分别得出了80目和120目过滤器总压差值,并与实测值进行了对比,结果表明两者基本一致;详细分析了流量、含沙情况和过滤时间等约束条件对排污压差的影响规律,结合试验获得了清水和浑水水头损失变化曲线,在保证水头损失不发生急剧上升前提下,给出了两种目数过滤器最佳排污压差值.     

立式与卧式自清洗网式过滤器水头损失试验研究

自清洗网式过滤器水头损失决定着过滤器在过滤过程中的工作效果。【目的】探究立式和卧式2种自清洗网式过滤器水头损失的变化规律。【方法】通过室内原型试验,重点开展了自清洗网式过滤器水头损失与进水流量,含沙量与过滤时间关系的试验探究。【结果】2种过滤器水头损失变化规律一致,进口流量对自清洗网式过滤器水头损失的影响远大于含沙量的影响,随进口流量的增加,水头损失增加;同时,根据连续性方程及局部水头损失公式建立了进水流量与水头损失之间的数学表达模型;将试验结果进行拟合验证,发现2种过滤器计算结果与试验结果误差均小于5%,且公式拟合度均可达96%以上。【结论】公式可指导自清洗网式过滤器水头损失的理论计算,确保自清洗网式过滤器最优工况运行。     

微灌用网式新型自清洗过滤器的设计与试验研究

比较了国内外自清洗过滤器产品技术参数,分析了当前国内网式自清洗过滤器应用中存在的问题,在此基础上设计提出一种微灌用网式新型自清洗过滤器,并对该新型过滤器的结构和工作原理进行了详细介绍;通过理论计算得到在满足1λ5(λ为元件的长度与直径比值)前提下,新型过滤器滤网直径、滤网长度与设计流量之间的定量关系;通过试验得到了水头损失与设计流量的定量关系式,并与传统网式过滤器进行了比较,结果表明,新型过滤器水头损失小,且随流量变化缓慢,即使在流量变化较大情况下,水头损失也变化较小,在我国大田微灌技术中具有较广泛的应用前景。     

石羊河流域玉米膜下滴灌过滤器性能选型研究

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。     

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。     

不同工况下Y型网式过滤器流场数值模拟分析

为探究网式过滤器的水力性能,充分了解网式过滤器内部最初流场、滤芯网面流量分布情况,应用计算流体动力学方法对网式过滤器3种入口流速(0.5、1.5、2.5 m/s)以及3种滤网目数(60、80、100目)对过滤器流场进行数值模拟。通过试验对模拟结果的可靠性进行验证,结果表明：过滤器的水头损失集中在出口侧滤芯上,该部分水头损失占总损失的87%;水流在腔体内可分为出口侧加速区、出口侧减速区、堵头回流区和漩涡区4部分;滤网面流量分布严重不均,高流量区域主要分布在出口侧,入口流速由0.5 m/s增至2.5 m/s过程中,网面最大与最小流量均相差3.3倍,滤网目数为60、80、100目时,网面最大与最小流量相差3.3、3.1、2.3倍,且滤网目数增至100目时,最大与最小流量位置向两侧偏移;堵头处死水区压力大、流速低,泥沙易于沉淀,建议扩大堵头容积以承接更多的泥沙;可以考虑增大腔体体积、改变腔体角度、在入口处设置导流片,从而改善流场分布;建议在滤网上增加环状片体,改善网面流量分布,从而提高过滤器的使用寿命以及过滤效率。     

不同流量下泵前微压网式过滤器内部流场的数值模拟

泵前微压网式过滤器作为一种新型的灌溉过滤装置,具有结构简单、适配性高以及能耗低等优点。为了探究泵前微压网式过滤器内部流场的运行状态,采用了物理模型试验、数值计算及理论分析的方法,从微观角度对清水条件下泵前微压网式过滤器在不同流量(5、8、11、14、17 m³/h)的水力性能和水流运动状态进行分析。结果表明：标准k-ε模型可作为模拟泵前微压网式过滤器清水流场的湍流模型;滤网内部流速分布不均匀,随流量呈现不同形态的“火烛”形态,出水口对过滤器内部影响范围随流量增加而增大;过滤器内部同时出现高压区和负压区,滤网底部为水头损失主要发生位置。研究成果可为泵前过滤设备的浑水数值模拟和结构优化提供理论和技术支撑。     

微灌用泵前微压过滤器的最佳运行工况研究

【目的】探究微灌用泵前微压过滤器的最佳运行工况。【方法】以泵前微压过滤器为研究对象,以水头损失、截沙质量和总过滤效率作为考核指标,开展了进水流量、含沙量、分水器型式、滤网面积等因素的物理模型正交试验,采用极差和方差分析方法对试验结果进行处理。【结果】影响水头损失大小的因素依次排序为：进水流量、含沙量、滤网面积、分水器型式;对截沙质量影响大小依次排序为：含沙量、滤网面积、分水器型式、进水流量;对总过滤效率影响大小依次排序为：滤网面积、含沙量、分水器型式、进水流量。【结论】影响水头损失、截沙质量及总过滤效率的两个主要因素是含沙量和滤网面积;经综合分析可知最佳运行工况为：进水流量4m³/h,含沙量1.5 g/L,分水器型式3型,滤网面积2 060 cm²。     

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。     

不同尺寸鱼雷网式过滤器内流场数值模拟

为观测不同尺寸鱼雷网式过滤器内的水流流动情况,基于fluent软件和相应的计算方法,对不同尺寸鱼雷网式过滤器进行了数值模拟计算。结果显示:数值模拟计算与实际试验计算的8寸鱼雷网式过滤器进出口水头损失相对误差最大值为5.99%,最小值为1.41%,说明选择的数学模型具有一定的准确性和可靠度;不同4种尺寸的鱼雷网式过滤器内流场的数值模拟结果表明,不同尺寸的过滤器内部流场变化基本相同,压强变化及速度变化基本一致;结构大小不同的过滤器都有一个最适合的工作流量范围。试验研究进一步揭示不同尺寸鱼雷网式过滤器内流场变化规律的同时,实际应用中为选择高效、节能的过滤器尺寸提供参考依据。     

Y型网式过滤器堵塞过程对有机肥浓度的响应研究

为研究水肥一体化设备中用于过滤有机肥的Y型网式过滤器的堵塞规律,对Y型网式过滤器在初始流量500 L/h、水源压力117.6 k Pa下,设置25、30、40、50 g/L共4种黄腐酸钾有机肥肥液质量浓度,进行了过滤器堵塞试验,分析了Y型网式过滤器的局部水头损失与单个滤孔滤网清洁度(单个滤孔有效过水断面面积与孔隙总面积比值) S/S0的关系,并利用XRD分析了过滤器内堵塞物质的成分。结果表明:肥液质量浓度对过滤器滤网清洁度影响显著,建议肥液质量浓度不超过40 g/L;过滤器局部水头损失在S/S0减小到10%后才逐渐开始增大,过滤器局部水头损失与滤网清洁度、肥液质量浓度有关,利用多项式拟合给出了过滤器滤网清洁度与肥液质量浓度、施肥持续时间的关系式及局部水头损失与肥液质量浓度、滤网清洁度的关系式;滤网堵塞物质主要成分为硫酸钙、草酸钙。本研究结果可为水肥一体化设备中过滤器的选择提供理论参考。     

自清洗网式过滤器水力性能试验

通过清水试验和浑水试验对自清洗网式过滤器的水力性能进行了试验研究．清水试验主要研究过滤器的局部水头损失随不同进口流量(0～230 m3／h)的变化情况．浑水试验分别对过滤器的过滤状态和排污状态进行研究:过滤状态主要研究在最大进水流量(230 m3／h)下改变不同进水含沙量时的局部水头损失变化,以及在保持相同进水含沙量(019 g／L)下改变不同进水流量时的局部水头损失变化;排污状态重点研究在不同预设压差值下最佳排污时间的变化规律．试验结果表明:对于清水过滤,进水口流量值在0～140 m3／h变化时,对应的过滤器初始局部水头损失变化缓慢;当流量在140～230 m3／h时,局部水头损失增加较快,并拟合出水头损失经验公式．对于浑水过滤,改变不同进水含沙量值,局部水头损失均在6～7 m出现拐点,之后迅速增大,确定其预设排污压差值为007 MPa;排污过程中,当排污时间达到20 s时,排污管出水含沙量趋于稳定,排污效果较好,确定其最佳排污时间段为20～30 s．     

滴灌用网式过滤器排污效果试验研究

【目的】分析研究滴灌用网式过滤器的排污效果。【方法】通过对60目和80目滤网的排污压差及排污时间进行计算得到其理论计算值,然后根据试验结果详细分析了不同含沙量及不同进水流量情况下其对滤网排污效果的影响,并将其与理论值进行对比。【结果】排污压差理论计算值与实测值基本一致;排污曲线峰值均在10 s左右且在20～30 s时间段内趋于稳定,过滤器的排污效果显著。【结论】该结果与试验结果和实际运行结果基本符合,可用于实际过程中网式过滤器排污压差和排污时间的确定。     

滤网孔径对网式过滤器内部流场的影响

为探究典型滤网孔径(0.180、0.150、0.125 mm)对全自动网式过滤器内部流场在过滤时的影响,采用Fluent软件提供的Realizable k-ε模型和多孔阶跃模型模拟其清水流场,讨论和分析不同滤网孔径下的速度场、压强场及能态场。结果表明,滤网孔径为0.180、0.150、0.125 mm的实测水头损失和数值计算的相对误差分别为4.00%、3.52%、7.32%,可知选择的数学模型具有较高的可靠度;滤网孔径越小,网式过滤器过滤时的内部流场越紊乱,水头损失越大,罐体与出水管交界处的滤网需要承受的压强差越大,故实际运行中容易因该处滤网变形甚至破损而需要更换新的滤网。     

滤网孔径对网式过滤器内部流场的影响

为探究典型滤网孔径（0.180、0.150、0.125 mm）对全自动网式过滤器内部流场在过滤时的影响,采用Fluent软件提供的Realizable k-ε模型和多孔阶跃模型模拟其清水流场,讨论和分析不同滤网孔径下的速度场、压强场及能态场。结果表明,滤网孔径为 0.180、0.150、0.125 mm 的实测水头损失和数值计算的相对误差分别为 4.00%、3.52%、7.32%,可知选择的数学模型具有较高的可靠度;滤网孔径越小,网式过滤器过滤时的内部流场越紊乱,水头损失越大,罐体与出水管交界处的滤网需要承受的压强差越大,故实际运行中容易因该处滤网变形甚至破损而需要更换新的滤网。     

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。