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工業(yè)立式自清洗濾水器與臥式自清洗濾水器使用對(duì)比

2024/1/12 15:49:39 字體:  瀏覽 88

工業(yè)立式自清洗濾水器臥式自清洗濾水器使用對(duì)比

     工業(yè)立式自清洗濾水器臥式自清洗濾水器使用對(duì)比。工業(yè)自清洗濾水器水頭損失決定著工業(yè)自清洗濾水器在過(guò)濾過(guò)程中的工作效果。
     【目的】探究立式和臥式2種工業(yè)自清洗濾水器水頭損失的變化規(guī)律。
     【方法】通過(guò)室內(nèi)原型試驗(yàn),重點(diǎn)開(kāi)展了工業(yè)自清洗濾水器水頭損失與進(jìn)水流量,含沙量與過(guò)濾時(shí)間關(guān)系的試驗(yàn)探究。
     【結(jié)果】2種
工業(yè)自清洗濾水器水頭損失變化規(guī)律一致,進(jìn)口流量對(duì)工業(yè)自清洗濾水器水頭損失的影響遠(yuǎn)大于含沙量的影響,隨進(jìn)口流量的增加,水頭損失增加;同時(shí),根據(jù)連續(xù)性方程及局部水頭損失公式建立了進(jìn)水流量與水頭損失之間的數(shù)學(xué)表達(dá)模型;將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)2種工業(yè)自清洗濾水器計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果誤差均小于5%,且公式擬合度均可達(dá)96%以上。
     【結(jié)論】公式可指導(dǎo)
工業(yè)自清洗濾水器水頭損失的理論計(jì)算,確保工業(yè)自清洗濾水器優(yōu)工況運(yùn)行。
     水資源是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中不可替代的基本要素,但目前水資源的缺乏,制約著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,如何做到節(jié)約水資源、高效利用水資源成為促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要因素。微灌是節(jié)水灌溉的重要技術(shù)手段,為我國(guó)新疆北部地區(qū)為代表的西北地區(qū)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)前提。
    
工業(yè)自清洗濾水器作為微灌系統(tǒng)的核心組成部分,主要起到去除渾水水源的泥沙顆粒和其他懸浮雜質(zhì)的作用。針對(duì)立式工業(yè)自清洗濾水器展開(kāi)了大量的試驗(yàn)研究,結(jié)合水頭損失試驗(yàn)數(shù)據(jù),得出了水頭損失隨時(shí)間的變化曲線和變化規(guī)律。主要針對(duì)臥式工業(yè)自清洗濾水器的排污過(guò)程進(jìn)行研究,主要確定了其排污時(shí)間的范圍。
     主要確定了Y型立式篩網(wǎng)工業(yè)自清洗濾水器水頭損失與流量以及堵塞程度之間的變化規(guī)律。對(duì)比分析了立式網(wǎng)式工業(yè)自清洗濾水器與疊片式工業(yè)自清洗濾水器的水頭損失性能,重點(diǎn)解釋了2種工業(yè)自清洗濾水器的優(yōu)缺點(diǎn)和使用的工況環(huán)境。重點(diǎn)以式工業(yè)自清洗濾水器為研究,分析定流量和定含沙量條件下的水頭損失的變化規(guī)律,同時(shí)對(duì)工業(yè)自清洗濾水器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行模擬,對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行基本驗(yàn)證。
     國(guó)外主要利用量綱分析和試驗(yàn)探究的方式對(duì)不同流量和不同含沙量下各種形式的網(wǎng)式工業(yè)自清洗濾水器進(jìn)行研究,主要確定各種形式工業(yè)自清洗濾水器水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式。
     目前
工業(yè)自清洗濾水器主要有立式和臥式2種,其中,針對(duì)立式網(wǎng)式工業(yè)自清洗濾水器水頭損失的研究已經(jīng)比較完整,而針對(duì)臥式網(wǎng)式工業(yè)自清洗濾水器的水頭損失研究相對(duì)較少,同時(shí)工業(yè)自清洗濾水器的研究并沒(méi)有形成統(tǒng)一的應(yīng)用公式,在應(yīng)用中比較局限。主要對(duì)立式和臥式2種工業(yè)自清洗濾水器進(jìn)行試驗(yàn)探究和理論分析,分析各工作流量和含沙量條件下的水頭損失值的變化規(guī)律,并給出工業(yè)自清洗濾水器水頭損失的表達(dá)式,以指導(dǎo)2種工業(yè)自清洗濾水器在實(shí)際工程的應(yīng)用。
1
工業(yè)自清洗濾水器結(jié)構(gòu)及工作原理
1.1
工業(yè)自清洗濾水器結(jié)構(gòu)
    
工業(yè)自清洗濾水器主要由工業(yè)自清洗濾水器外殼、過(guò)濾濾芯、排污裝置、自動(dòng)控制裝置組成,其中立式與臥式工業(yè)自清洗濾水器在結(jié)構(gòu)上的主要差異為含沙水在工業(yè)自清洗濾水器中的流動(dòng)方式,立式工業(yè)自清洗濾水器灌溉水由下至上流動(dòng),臥式工業(yè)自清洗濾水器灌溉水由前至后流動(dòng),其結(jié)構(gòu)圖如圖1。2種工業(yè)自清洗濾水器設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。
     ①排污口;②水力旋噴管;③進(jìn)水口;④粗濾網(wǎng);⑤工業(yè)自清洗濾水器外殼;⑥細(xì)濾網(wǎng);⑦出水口。
(a)立式工業(yè)自清洗濾水器結(jié)構(gòu)圖。
     ①粗濾網(wǎng);②工業(yè)自清洗濾水器外殼;③細(xì)濾網(wǎng);④排污口;⑤進(jìn)水口;⑥排沙管;⑦吸沙組件;⑧電子閥門(mén);⑨反沖洗裝置。
(b)臥式工業(yè)自清洗濾水器結(jié)構(gòu)圖
圖1
工業(yè)自清洗濾水器結(jié)構(gòu)圖
1.2工作原理
    
工業(yè)自清洗濾水器處于正常過(guò)濾工作過(guò)程時(shí),保持進(jìn)水閥和出水閥為打開(kāi)狀態(tài),排污閥為關(guān)閉狀態(tài)。灌溉用含沙渾水先經(jīng)過(guò)沉沙池沉淀后由工業(yè)自清洗濾水器進(jìn)水口進(jìn)入,其中較大的泥沙顆粒及懸浮雜質(zhì)經(jīng)粗濾網(wǎng)攔截,經(jīng)粗濾網(wǎng)1次過(guò)濾后的含沙水再經(jīng)細(xì)濾網(wǎng)由內(nèi)向外進(jìn)行2次過(guò)濾,大于濾網(wǎng)口徑的泥沙顆粒及懸浮雜質(zhì)由于細(xì)濾網(wǎng)攔截在濾網(wǎng)內(nèi)表面形成堆積,小于濾網(wǎng)口徑的泥沙顆粒隨灌溉水由出水管進(jìn)入指定灌溉系統(tǒng)。由于泥沙及懸浮雜質(zhì)的堆積,造成濾網(wǎng)內(nèi)外壓差值增大,當(dāng)壓差值增大到預(yù)先設(shè)定的排污壓差時(shí)即進(jìn)入自清洗排污過(guò)程。
2試驗(yàn)裝置及方法
2.1試驗(yàn)裝置
     試驗(yàn)裝置由5m×4m×2m的蓄水池,直徑為1m,高為1.8m的沉沙攪拌池及過(guò)濾系統(tǒng)組成,本次試驗(yàn)采用目前新疆微灌常用的2種規(guī)格的工業(yè)自清洗濾水器,其試驗(yàn)裝置圖如圖2所示。試驗(yàn)配套設(shè)備匯總?cè)绫?所示。
     ①出水管;②排污管;③攪拌池;④變頻柜;⑤工業(yè)自清洗濾水器;⑥水泵;⑦進(jìn)水管;⑧流量計(jì);⑨蓄水池
(a)立式工業(yè)自清洗濾水器試驗(yàn)裝置圖
     ①變頻柜;②出水管;③排污管;④壓力計(jì);⑤工業(yè)自清洗濾水器;⑥蓄水池;⑦攪拌池;⑧水泵;⑨進(jìn)水管;⑩流量計(jì)
(b)臥式工業(yè)自清洗濾水器試驗(yàn)裝置圖
圖2
工業(yè)自清洗濾水器試驗(yàn)裝置圖
表2試驗(yàn)配套設(shè)備參數(shù)匯總
設(shè)備名稱(chēng) 型號(hào) 規(guī)格 數(shù)量 備注
三相異步電動(dòng)機(jī) Y90L-04 額定功率1.5kW 1 置于攪拌池
變頻調(diào)節(jié)柜 DZB300B0015L4A  1 
電子壓力計(jì) JDC600 精度為0.001MPa 4 分別位于進(jìn)水口,出水口,排污口及濾網(wǎng)內(nèi)部
壓力傳感器 AS-131  4 分別位于進(jìn)水口,出水口,排污口及濾網(wǎng)內(nèi)部
蝶閥 3 分別位于進(jìn)水口,出水口及排污口
工業(yè)自清洗濾水器結(jié)果與分析
    
工業(yè)自清洗濾水器處于正常過(guò)濾狀態(tài)時(shí),工業(yè)自清洗濾水器的水頭損失呈先平緩后急劇增加的變化趨勢(shì)。圖4和圖5分別為立式和臥式工業(yè)自清洗濾水器不同流量下水頭損失值隨時(shí)間的變化曲線。由圖4可知,立式工業(yè)自清洗濾水器共測(cè)得4組流量下水頭損失值隨時(shí)間的變化曲線,在同一流量下,水頭損失峰值隨含沙量變化不明顯,同一流量不同含沙量的水頭損失峰值相差不大于0.5m,認(rèn)為進(jìn)水流量是水頭損失的主要影響因素,在含沙量相同條件下,水頭損失峰值與進(jìn)口流量呈正相關(guān)關(guān)系;由圖5可知,臥式工業(yè)自清洗濾水器共測(cè)得6組流量下水頭損失值隨時(shí)間的變化曲線,與立式工業(yè)自清洗濾水器水頭損失的變化規(guī)律一致,水頭損失峰值相差不大于0.6m,水頭損失峰值與進(jìn)口流量的變化規(guī)律亦呈正相關(guān)關(guān)系。對(duì)比圖4和圖5發(fā)現(xiàn),2種形式的工業(yè)自清洗濾水器水頭損失隨時(shí)間變化的趨勢(shì)略有不同,但針對(duì)含沙量和流量2個(gè)主要的研究要素的變化規(guī)律一致。同時(shí)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著過(guò)濾時(shí)間的增加,工業(yè)自清洗濾水器水頭損失先處于平穩(wěn)變化狀態(tài),后出現(xiàn)拐點(diǎn)并逐漸增大,且水頭損失變化拐點(diǎn)基本發(fā)生在整個(gè)過(guò)濾周期的中間時(shí)刻。立式與臥式工業(yè)自清洗濾水器主要采用壓差控制和時(shí)間控制來(lái)確定自清洗啟動(dòng)的工況,通過(guò)確定各流量下大水頭損失值,可為壓差控制啟動(dòng)自清洗提供依據(jù),避免由于使用時(shí)間控制啟動(dòng)自清洗造成的過(guò)早清洗和過(guò)晚清洗造成的非優(yōu)工況運(yùn)行的缺點(diǎn),從而保證工業(yè)自清洗濾水器始終以?xún)?yōu)工況運(yùn)行。
     立式和臥式
工業(yè)自清洗濾水器的主要區(qū)別在于其水流在工業(yè)自清洗濾水器內(nèi)部的流動(dòng)方向,通過(guò)試驗(yàn)和理論分析確定網(wǎng)式工業(yè)自清洗濾水器的水頭損失計(jì)算公式,并確定水頭損失系數(shù)值,在研究同設(shè)計(jì)規(guī)格的立式工業(yè)自清洗濾水器時(shí)提及的水頭損失值接近,且誤差范圍不超過(guò)10%,對(duì)在研究同設(shè)計(jì)規(guī)格的臥式工業(yè)自清洗濾水器時(shí)提及的水頭損失值亦接近,且水頭損失值誤差范圍不超過(guò)8%,即說(shuō)明式(1)有很高的準(zhǔn)確性,該公式可作為目前設(shè)計(jì)規(guī)格的工業(yè)自清洗濾水器的水頭損失的參考計(jì)算公式之一。
結(jié)論
     1)2種
工業(yè)自清洗濾水器的進(jìn)水流量對(duì)水頭損失的影響遠(yuǎn)大于含沙量和過(guò)濾時(shí)間對(duì)水頭損失的影響,水頭損失與進(jìn)水流量的二次方呈正相關(guān)關(guān)系。同時(shí)試驗(yàn)設(shè)置進(jìn)水流量滿足2種工業(yè)自清洗濾水器在實(shí)際工程中的工況值,可為實(shí)際工程提供數(shù)據(jù)支撐。
     2)整理修正水頭損失計(jì)算公式,并確定統(tǒng)一的工業(yè)自清洗濾水器水頭損失系數(shù),試驗(yàn)結(jié)果對(duì)公式擬合度均可達(dá)96%以上,且計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)誤差均小于5%,公式可作為同類(lèi)設(shè)計(jì)規(guī)格的工業(yè)自清洗濾水器水頭損失的計(jì)算公式。

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