發(fā)布時(shí)間：2020-08-04 07:04

【摘要】：魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器是一種新型的除沙設(shè)備(由于核心部件的形狀與水中兵器魚(yú)雷類似,因此而取名)。其由魚(yú)雷、罐體、濾網(wǎng)、自動(dòng)控制器等部分組成。本文采用了物理模型試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及理論分析對(duì)魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器進(jìn)行了研究,從而揭示該過(guò)濾器在清水和渾水條件下不同出水口、不同流量對(duì)水頭損失和過(guò)濾時(shí)間的影響,提出其運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),揭示加入魚(yú)雷后的過(guò)濾器內(nèi)部流場(chǎng),探討不同出水口位置、流量、濾網(wǎng)目數(shù)對(duì)該過(guò)濾器的影響,基于DPM模型對(duì)懸浮顆粒進(jìn)行追蹤及顆粒分布情況的探討,所得結(jié)果將為魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器的進(jìn)一步應(yīng)用提供技術(shù)保障和理論支撐。(1)在清水條件下魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器的水頭損失隨進(jìn)水流量的增大而增大,80目魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器的水頭損失大于120目,這是因?yàn)闉V網(wǎng)內(nèi)裝入魚(yú)雷部件而提高濾網(wǎng)軸向方向流速、濾網(wǎng)絲徑及表面粗糙度有關(guān)。(2)在進(jìn)水含沙量基本不變,進(jìn)水流量在240m3/h~360m3/h范圍內(nèi)變化,試驗(yàn)結(jié)果表明,出水口位置在0.52m和0.72m時(shí),水頭損失隨進(jìn)水流量的增大而增大,水頭損失隨過(guò)濾時(shí)間的變化呈現(xiàn)以初始水頭損失值為基準(zhǔn)基本保持不變、逐漸減小及逐步增長(zhǎng)和急劇增大三個(gè)階段;進(jìn)水流量在240m3/h~300m3/h內(nèi),過(guò)濾時(shí)間隨進(jìn)水流量的增大而變長(zhǎng),在300 m3/h~360m3/h范圍內(nèi),過(guò)濾時(shí)間隨進(jìn)水流量的增大而縮短,進(jìn)水流量為300m3/h時(shí),80目和120目魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器過(guò)濾時(shí)間均為最長(zhǎng)。出水口在0.92m位置時(shí),水頭損失隨進(jìn)水流量的變化呈現(xiàn)隨進(jìn)水流量的增加而逐步增加的趨勢(shì);過(guò)濾時(shí)間隨進(jìn)水流量的增大而縮短,魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器的最優(yōu)出水口位置為距進(jìn)水口0.52m處。(3)出水口位置在0.52m,進(jìn)水流量為300 m3/h,在使用兩組不同進(jìn)水含沙量(80目:0.1214g/L、0.1420g/L、0.18003g/L、0.2755g/L、0.3581g/L及0.3935g/L;120目:0.0874g/L、0.1211g/L、0.1311g/L、0.1512g/L、0.1658g/L及0.1934g/L),這兩種過(guò)濾精度的過(guò)濾器水頭損失曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)的時(shí)間和過(guò)濾時(shí)間隨進(jìn)水含量的增加而縮短,水頭損失達(dá)到4.0m時(shí)就均出現(xiàn)拐點(diǎn),80目魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器出現(xiàn)拐點(diǎn)后的水頭損失變化梯度大于120目;80目的過(guò)濾時(shí)間長(zhǎng)于120目。(4)通過(guò)理論計(jì)算和物理模型試驗(yàn),得出80目和120目魚(yú)雷濾網(wǎng)過(guò)濾器的最優(yōu)排污壓差值為0.04Mpa,最佳排污時(shí)間為40s~50s。(5)由數(shù)值模擬分析得出,魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器的進(jìn)、出口邊界條件,以及魚(yú)雷部件對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)影響很大,尤其是魚(yú)雷部件的影響尤為突出,改變了水流的運(yùn)動(dòng)特性;濾網(wǎng)內(nèi)外側(cè)水流流速及壓力呈現(xiàn)一定的規(guī)律:流速沿X軸的變化呈現(xiàn)三個(gè)階段:流速迅速增加階段、流速迅速減小階段和流速緩慢減小階段;濾網(wǎng)內(nèi)外壓差在進(jìn)口很大,然后沿X軸逐漸減小,最大壓差為23kPa,最小壓差為0.5kPa。(6)基于DPM模型對(duì)懸浮顆粒進(jìn)行追蹤,得知污水經(jīng)魚(yú)雷末端的直徑為20mm的小孔流入魚(yú)雷部件內(nèi)腔,從其頭部直徑為10mm的小孔流出,形成內(nèi)外水流循環(huán),結(jié)果大部分泥沙顆粒聚集在魚(yú)雷部件內(nèi)腔,從而延長(zhǎng)過(guò)濾時(shí)間。(7)灌溉水源為地表水,有機(jī)物含量超過(guò)10 mg/L和污物顆粒尺寸大于10μm的情況下,魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器與砂石過(guò)濾器配套串聯(lián)組合應(yīng)用可更加充分發(fā)揮除沙過(guò)濾效果。(8)離心過(guò)濾器水沙分離效率為92%~98%,當(dāng)灌溉水源為地下水時(shí),魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器與離心水沙分離器配套組合使用,過(guò)濾時(shí)間更長(zhǎng)。(9)地表水、城市及工業(yè)污水等作為微灌水源,并在水中有機(jī)物含量小于10mg/L,在微灌系統(tǒng)首部前有一級(jí)過(guò)濾設(shè)施的條件下,單獨(dú)使用魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器可滿足微灌水質(zhì)要求。本文對(duì)魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器作了較為系統(tǒng)深入的研究,研究成果為魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)、在實(shí)際應(yīng)用中選擇最優(yōu)操作參數(shù)及今后的深入研究奠定一定的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV149
【圖文】：

(a)濾網(wǎng)外圍保護(hù)層 (b)濾網(wǎng)編織圖 3-1 魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器濾網(wǎng)外圍保護(hù)層打孔及濾網(wǎng)編織圖Fig.3-1 Perforated cylinder and weavewire of torpedo screen filter在確定過(guò)濾器濾網(wǎng)規(guī)格之前，必須對(duì)灌溉水源水質(zhì)和微灌系統(tǒng)灌水器的流道尺寸

圖 3-4 80 目和 120 目魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器濾網(wǎng)堵塞趨 clogging development of the 80 and 120 mesh torpe出，進(jìn)水流量小于額定設(shè)計(jì)流量 300m3/h 前大，并且流量越大，水頭損失曲線發(fā)生急劇

同時(shí)隨過(guò)濾時(shí)間的進(jìn)行，濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)表面出現(xiàn)濾餅，因而很快將魚(yú)雷濾網(wǎng)堵塞。頭損失拐點(diǎn)出現(xiàn)，過(guò)濾器進(jìn)出口壓差很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到自動(dòng)沖洗控制器事先設(shè)置Δp=0.1MPa。不過(guò)在實(shí)際大田灌溉中，微灌系統(tǒng)首部都均配有蓄水池如圖 3-15其體積一般為室內(nèi)蓄水池的 5-10 倍。

本文編號(hào)：2780216