微灌砂石过滤器滤帽水力性能试验及内部流场模拟

发布时间：2022-02-17 23:27

　　微灌用砂石过滤器中,集水滤帽是进行过滤过程集水和反冲洗过程散水的关键部件。为了获得滤帽内部流阻特性,改善砂石过滤器水损较大弊端,该研究对国内市场上常用的梯形集水滤帽进行了室内模型试验,测定了滤帽在不同过滤和反冲洗速度下的压降特性,并采用Fluent（15.0）软件对滤帽过滤和反冲洗过程中的流场分布特征进行了数值模拟,研究了滤帽内外的压降分布规律。结果表明:滤帽压降模拟结果和试验测试结果吻合性较好,相对误差3.54%～6.53%。随着滤速升高,滤帽产生的水头损失较滤层水损增长更为显著,反冲洗过程中的滤帽水损要大于过滤状态;通过对滤帽内部流场分析,滤帽水损主要产生于近滤缝区域和芯柱区域,均是由于过水流道突然缩小导致,在滤层滤速为0.030 m/s时,滤缝和芯柱进口处滤速分别为2.57和4.01m/s。结合以上结果,设计了一种扁平球面滤帽结构,增加了滤缝面积,优化了芯柱结构,缩小了滤帽高宽比,通过数值模拟,表明扁平球面滤帽结构有助于改进过滤和反冲洗效果。研究结果可为滤帽选型和优化改进提供参考。 

【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(13)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
0 引言
1 材料与方法
    1.1 供试材料
    1.2 模型试验
    1.3 滤帽数值模拟设定
        1.3.1 模型构建和网格划分
        1.3.2 模型选择与求解
2 结果与分析
    2.1 模型验证结果
    2.2 滤帽水头损失分布特性分析
    2.3 基于模拟结果的滤帽水力特性分析
        2.3.1 外部流动特性分析
        2.3.2 内部流动特性分析
    2.4 滤帽优化分析
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
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[3]引黄滴灌砂石过滤器滤料过滤性能[J]. 张杰武,冯吉,徐飞鹏,莫芳媛.  排灌机械工程学报. 2016(04)
[4]低碳环保型滴灌技术体系构建与研究现状分析[J]. 李云开,冯吉,宋鹏,周博,王天志,薛松.  农业机械学报. 2016(06)
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[9]滤层厚度对慢滤池深度处理污水的性能影响[J]. 曹相生,刘杰,孟雪征,曲庆国.  生态环境学报. 2010(03)
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博士论文
[1]微压滴灌技术理论与系统研究[D]. 牛文全.西北农林科技大学 2006

硕士论文
[1]石英砂滤层过滤与反冲洗特性的实验研究及数值模拟[D]. 刘文娟.中国农业科学院 2014
[2]深床过滤对水中颗粒物截留效果的实验研究[D]. 周超.西安建筑科技大学 2014
[3]气水反冲洗滤头的水力学特性研究[D]. 沈倩.西安建筑科技大学 2014



本文编号：3630297