手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器水力性能試驗(yàn)研究

杜思琦，韓啟彪，蘭晉慧，郭志新，李輝，黃修橋*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所/河南省節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部節(jié)水灌溉工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南新鄉(xiāng)453002；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京100081；3.北京新華節(jié)水產(chǎn)品認(rèn)證有限公司，北京100053）

0 引 言

【研究意義】灌水器堵塞是微灌系統(tǒng)工作性能變差、壽命變短的重要原因之一[1]，而過(guò)濾器是防止灌水器堵塞、保證灌水器穩(wěn)定出流的關(guān)鍵設(shè)備，其中網(wǎng)式過(guò)濾器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便高效，被廣泛應(yīng)用。

【研究進(jìn)展】前期學(xué)者們主要通過(guò)開(kāi)展過(guò)濾試驗(yàn)[2]和構(gòu)建理論公式[3-4]研究網(wǎng)式過(guò)濾器水頭損失變化規(guī)律及其影響因素，而后自清洗網(wǎng)式過(guò)濾器的排污效率等得到關(guān)注[5]，宗全利等[6]通過(guò)渾水試驗(yàn)分析了含沙量和流量對(duì)自清洗網(wǎng)式過(guò)濾器水頭損失變化的影響，并在此基礎(chǔ)上探討了水頭損失計(jì)算方法，阿力甫江·阿不里米提等[7]對(duì)80目和120目的魚(yú)雷網(wǎng)式過(guò)濾器進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，得到含沙量出現(xiàn)峰值和排污曲線產(chǎn)生拐點(diǎn)的時(shí)間，認(rèn)為排污時(shí)間在40～50 s 最佳；隨著CFD 數(shù)值模擬技術(shù)在微灌過(guò)濾器應(yīng)用中的不斷發(fā)展[8-10]，許多學(xué)者運(yùn)用數(shù)值模擬軟件模擬網(wǎng)式過(guò)濾器內(nèi)部流場(chǎng)分布[11-13]和沙粒運(yùn)動(dòng)軌跡[14]。喻黎明等[15]通過(guò)模擬網(wǎng)式過(guò)濾器不同粒徑顆粒的運(yùn)動(dòng)，分析流速對(duì)顆粒分布的影響，從而深入探究入口流速、顆粒粒徑及流線軌跡對(duì)濾網(wǎng)堵塞的共同作用；近年來(lái)網(wǎng)式過(guò)濾器和其他類(lèi)型過(guò)濾器的性能比較和組合的研究越來(lái)越多[16-17]。

【切入點(diǎn)】為滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需求，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種新型的半自動(dòng)清洗網(wǎng)式過(guò)濾器，即手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器，其具有耗能耗水量小、清洗時(shí)不停止過(guò)濾工作等優(yōu)勢(shì)。隨著手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器應(yīng)用的不斷推廣，亟須對(duì)其水力性能進(jìn)行分析研究?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】為此，本文設(shè)計(jì)了水力性能試驗(yàn)和排污效果試驗(yàn)，探討手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器的水力性能和排污能力，以期為過(guò)濾設(shè)備選型和改進(jìn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器工作過(guò)程

手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器主要依靠濾網(wǎng)對(duì)水中顆粒雜質(zhì)的機(jī)械篩分作用凈化灌溉水。如圖1 所示，灌溉水從進(jìn)水口流入濾網(wǎng)內(nèi)部，穿過(guò)濾網(wǎng)后擴(kuò)散至整個(gè)過(guò)濾器筒體，并從出水口流出。在此過(guò)程中，水中的顆粒雜質(zhì)被攔截在濾網(wǎng)內(nèi)表面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)過(guò)濾的目的。

隨著濾網(wǎng)內(nèi)表面雜質(zhì)污物的逐漸堆積，濾網(wǎng)內(nèi)外壓差不斷增加，為避免濾網(wǎng)因受力過(guò)大被損壞，當(dāng)壓差增至一定程度時(shí)，需對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清洗。清洗時(shí)，打開(kāi)過(guò)濾器排污口，吸嘴附近會(huì)形成強(qiáng)勁吸力，附著在濾網(wǎng)上的顆粒雜質(zhì)在吸力和重力的作用下進(jìn)入吸嘴，經(jīng)旋轉(zhuǎn)手柄向過(guò)濾器下部的排污口排出。旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)吸嘴螺旋移動(dòng)，完成上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即可清潔整個(gè)濾網(wǎng)的堵塞區(qū)域。

圖1 手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器結(jié)構(gòu)Fig.1 Structural diagram of hand-operated cleaning screen filter

1.2 材料與裝置

試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所的水利部節(jié)水灌溉設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)中心進(jìn)行。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研后，購(gòu)置A（AZUD）和B（ARKA）2 種常用型號(hào)的手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器，2 種過(guò)濾器額定流量為50 m3/h，濾芯為120 目不銹鋼濾網(wǎng)，濾網(wǎng)內(nèi)徑為105 mm，高度為495 mm，過(guò)濾器進(jìn)、出水口內(nèi)徑為75 mm。此外，2 種過(guò)濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似，最大的不同在于A 型過(guò)濾器有8 個(gè)吸嘴，B 型過(guò)濾器有9 個(gè)吸嘴。

圖2 手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器試驗(yàn)裝置Fig.2 Test diagram of hand-operated cleaning screen filter

試驗(yàn)裝置如圖2 所示。清水試驗(yàn)由1.2 m×1.3 m×2.4 m（長(zhǎng)×寬×高）的蓄水池提供清水，渦輪流量計(jì)（量程：16～100 m3/h）記錄瞬時(shí)流量，過(guò)濾器前后壓力通過(guò)壓力變送器（量程：0～0.4 MPa；精度：0.50%）記錄在數(shù)字顯示控制儀上。過(guò)濾試驗(yàn)需蓄水池提供試驗(yàn)所需濃度的含沙水，真空自吸泵運(yùn)輸300 L 塑料桶中的高濃度含沙水至蓄水池，使得進(jìn)入過(guò)濾器的含沙水濃度保持穩(wěn)定，蓄水池和塑料桶中均安裝攪拌器，保證含沙水的均勻出流。過(guò)濾試驗(yàn)用沙及試驗(yàn)后濾網(wǎng)上的攔截沙粒徑用激光粒度分析儀BT-9300HT 測(cè)定。

根據(jù)過(guò)濾器選型要求[18]，實(shí)際微灌系統(tǒng)前端會(huì)配套設(shè)計(jì)初級(jí)過(guò)濾裝置，與網(wǎng)式過(guò)濾器一起過(guò)濾粒徑為80～500μm 的無(wú)機(jī)物雜質(zhì)。試驗(yàn)用沙的顆粒粒度分布如表1 所示，80～500μm 的顆粒占90%，符合工程實(shí)際用沙。

表1 試驗(yàn)用沙顆粒粒度分布Table 1 Grain size distribution of sand

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1）清水試驗(yàn)

開(kāi)展清水試驗(yàn)獲取2 種過(guò)濾器的清潔壓降曲線。試驗(yàn)時(shí)，流量在15～50 m3/h 內(nèi)以5 m3/h 的梯度均勻分布，通過(guò)閥門(mén)開(kāi)合調(diào)節(jié)流量，待流量計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，記錄流量值和濾網(wǎng)前后壓力值，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制清潔壓降曲線。

2）過(guò)濾試驗(yàn)

為分別探討流量和含沙量對(duì)過(guò)濾器水頭損失的影響規(guī)律，過(guò)濾試驗(yàn)采用控制變量法，設(shè)置定含沙量（S=0.13 g/L）和定流量（Q=40 m3/h）2 組試驗(yàn)。其中，前者設(shè)計(jì)30、40 和50 m3/h 3 個(gè)流量水平，后者設(shè)計(jì)0.03、0.08 和0.13 g/L 3 個(gè)含沙量水平。過(guò)濾試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，開(kāi)啟潛水泵，調(diào)節(jié)閥門(mén)至測(cè)試所需流量，再向蓄滿(mǎn)清水的塑料桶和蓄水池中注入提前配置好重量的沙，開(kāi)啟攪拌器和真空自吸泵，使得桶中混合均勻后的含沙水以0.3 m3/h 的流量注入蓄水池中，同時(shí)蓄水池中的含沙水流經(jīng)流量計(jì)和手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器后回流至蓄水池。試驗(yàn)每間隔1 min 記錄流量和過(guò)濾器前后壓力，直至水頭損失達(dá)12 m 結(jié)束。試驗(yàn)結(jié)束后，收集附著在濾網(wǎng)上的攔截沙和被水流沖擊到過(guò)濾器筒身下部的沉積沙，烘干、稱(chēng)質(zhì)量，并進(jìn)行顆粒粒度分析。

3）排污效果試驗(yàn)

為探討手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器排污效果，對(duì)過(guò)濾后的濾網(wǎng)進(jìn)行清洗排污。排污效果試驗(yàn)以B 型過(guò)濾器為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)含沙量為0.13 g/L，流量為40 和50 m3/h 的2 個(gè)水平。試驗(yàn)是待過(guò)濾器水頭損失第1 次達(dá)12 m，即完成第1 個(gè)過(guò)濾周期時(shí)，打開(kāi)排污閥門(mén)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)濾器內(nèi)部旋轉(zhuǎn)手柄上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)1 次，旋轉(zhuǎn)手柄旋轉(zhuǎn)17 圈（約30～40 s[7]），使得濾網(wǎng)堵塞區(qū)域全部被清潔1 次后，關(guān)閉排污閥門(mén)，接著每間隔1 min 記錄流量和過(guò)濾器前后壓力值，直至水頭損失第2 次達(dá)到12 m，完成第2 個(gè)過(guò)濾周期后結(jié)束試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 清潔壓降曲線

清潔壓降曲線能反映過(guò)濾器在不同流量下的水頭損失變化情況，是評(píng)價(jià)過(guò)濾器性能好壞的重要指標(biāo)。圖3 為過(guò)濾器清潔壓降曲線，2 種過(guò)濾器的清潔壓降曲線符合冪函數(shù)關(guān)系，其決定系數(shù)R2達(dá)到了0.96 以上。由圖3 可知，清水條件下，流量越大，水頭損失越大，但2 種過(guò)濾器在額定流量?jī)?nèi)的水頭損失均小于2 m。相比之下，流量相同時(shí)，B 型過(guò)濾器的水頭損失要略小于A 型過(guò)濾器。這是因?yàn)? 種過(guò)濾器來(lái)自不同廠家，過(guò)濾器外部殼體及內(nèi)部個(gè)別結(jié)構(gòu)及尺寸略有差異，如旋轉(zhuǎn)手柄長(zhǎng)度等；此外，試驗(yàn)時(shí)吸嘴的位置不同也可能會(huì)對(duì)水頭損失造成影響，使得2 種過(guò)濾器水頭損失略有差異。

圖3 手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器清潔壓降曲線Fig.3 Head loss curves of filters for cleaning water

2.2 過(guò)濾效果分析

2.2.1 含沙水條件下水頭損失變化規(guī)律

流量和含沙量是影響過(guò)濾器水頭損失變化的兩大重要因素。定含沙量（S=0.13 g/L）試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，在不同流量條件下，2 種過(guò)濾器水頭損失均隨時(shí)間呈逐漸增大的趨勢(shì)。過(guò)濾初期水頭損失增長(zhǎng)速度小，隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，濾網(wǎng)上的攔截沙增多，水頭損失增長(zhǎng)速度變快。比較圖4（a）和圖4（b）可知，同一流量下，A 型過(guò)濾器水頭損失增速較B 型增長(zhǎng)更均勻，但B 型過(guò)濾器水頭損失曲線變化比A 型更緩慢，過(guò)濾周期更長(zhǎng)，如B 型過(guò)濾器在流量為50 m3/h 時(shí)過(guò)濾周期為18 min，而A 型過(guò)濾器為8 min。

圖4 不同流量條件下水頭損失變化曲線（S=0.13 g/L）Fig.4 Trend curves of head loss for sand water under different discharge（S=0.13 g/L）

定流量（Q=40 m3/h）試驗(yàn)結(jié)果如圖5 所示，在不同含沙量條件下，2 個(gè)過(guò)濾器水頭損失都隨時(shí)間逐漸增大。對(duì)比圖5（a）和圖5（b），相同含沙量條件下，B 型過(guò)濾器水頭損失曲線變化比A 型過(guò)濾器更慢，過(guò)濾周期更長(zhǎng)，如B 型過(guò)濾器在含沙量為0.13 g/L 時(shí)過(guò)濾周期為25 min，而A 型過(guò)濾器過(guò)濾周期為16 min。

同一過(guò)濾器的過(guò)濾周期隨著含沙量的增大逐漸變短，如B 型過(guò)濾器在含沙量為0.03 g/L 時(shí)的過(guò)濾周期為67 min，而含沙量為0.08 g/L 時(shí)過(guò)濾周期為39 min，且含沙量小的水頭損失增長(zhǎng)速度更小。

由圖4 和圖5 可知，過(guò)濾試驗(yàn)在0～1 min 時(shí)，水頭損失都出現(xiàn)激增現(xiàn)象，隨后變平穩(wěn)，這是因?yàn)樵囼?yàn)剛開(kāi)始加沙時(shí)，進(jìn)水口附近含沙量大，沙粒在水中分布不夠均勻，造成誤差，隨著過(guò)濾的進(jìn)行，沙粒在攪拌器作用下均勻混合，后期規(guī)律正常。此外，盡管是水頭損失變化較為緩慢的B 型過(guò)濾器，在流量為40 m3/h 和含沙量為0.03 g/L 的工況條件下，水頭損失達(dá)到12 m 的過(guò)濾時(shí)間也只有67 min，遠(yuǎn)小于實(shí)際微灌系統(tǒng)中的過(guò)濾周期。這是因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用時(shí)過(guò)濾系統(tǒng)前端設(shè)置有沉沙池，進(jìn)入過(guò)濾器中的含沙量小且大多沙顆粒粒徑較小，而過(guò)濾試驗(yàn)進(jìn)水口的含沙量較大，進(jìn)入到過(guò)濾器的大粒徑沙顆粒也多，這有利于過(guò)濾試驗(yàn)規(guī)律不受影響的同時(shí)，縮短試驗(yàn)時(shí)間。

2.2.2 濾網(wǎng)堵塞程度變化規(guī)律

某時(shí)刻濾網(wǎng)堵塞程度是指該時(shí)刻濾網(wǎng)堵塞面積占清潔時(shí)濾網(wǎng)有效過(guò)濾面積的百分比[19]。

第i時(shí)刻局部水頭損失：

第i 時(shí)刻過(guò)濾面積：

第i時(shí)刻濾網(wǎng)堵塞程度：

式中：hi為第i時(shí)刻局部水頭損失（m）；vi為第i時(shí)刻流速（m/s）；Ai為第i時(shí)刻過(guò)濾面積（m2）；Qi為第i時(shí)刻流量（m3/h）；ei為第i時(shí)刻濾網(wǎng)堵塞程度（%）；A0為清潔濾網(wǎng)有效過(guò)濾面積（m2）；ζ為局部水頭損失系數(shù)，因ζ不影響堵塞面積變化規(guī)律，為計(jì)算方便，取ζ≈1；g 為重力加速度（m/s2），取9.81。

圖5 不同含沙量條件下水頭損失變化曲線（Q=40 m3/h）Fig.5 Trend curves of head loss for sand water under different sediment contents（Q=40 m3/h）

圖6 不同工況條件下過(guò)濾器堵塞程度變化曲線Fig.6 Trend curves of clogging degree under different working conditions

圖6 為過(guò)濾器堵塞程度變化曲線。在過(guò)濾初期，堵塞程度增長(zhǎng)速度很大，隨后不斷減小，這與水頭損失變化規(guī)律相反。表明初期濾網(wǎng)攔截沙粒時(shí)，有效過(guò)濾面積迅速減小，但濾網(wǎng)內(nèi)外壓差不大；隨著時(shí)間的推移，沙粒逐漸沉積在濾網(wǎng)上，但有效過(guò)濾面積減小緩慢，此現(xiàn)象表明過(guò)濾器在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，沙粒均按照相同的運(yùn)動(dòng)軌跡沉積在濾網(wǎng)的同一區(qū)域，顆粒沉積厚度不斷增加，使得水頭損失增長(zhǎng)速度逐漸變快。此外，由堵塞程度變化曲線可知，流量和含沙量越小，濾網(wǎng)堵塞速度越慢；在相同的工況條件下，B 型過(guò)濾器堵塞速度較A 型過(guò)濾器更慢，過(guò)濾時(shí)間更長(zhǎng)。對(duì)比圖6（a）和圖6（c），相同含沙量下，流量對(duì)堵塞程度的影響不明顯，而相同流量下，不同含沙量之間堵塞程度變化曲線差別較大，說(shuō)明含沙量較流量對(duì)堵塞程度的影響更顯著。

2.2.3 濾網(wǎng)攔沙量及攔截沙顆粒粒徑分析

濾網(wǎng)攔沙量在一定程度上可以反映過(guò)濾器的攔沙能力。在含沙量一定時(shí)（S=0.13 g/L），2 個(gè)過(guò)濾器攔沙量如圖7（a），都呈現(xiàn)出隨流量增大而不斷減小的趨勢(shì)，這是因?yàn)榇罅髁窟^(guò)濾周期短，使得攔沙時(shí)間短，攔沙量小。A 型過(guò)濾器攔沙量在3 種流量下均大于B 型過(guò)濾器，且流量越小，二者的差值越大。

在流量一定時(shí)（Q=40 m3/h），2 種過(guò)濾器攔沙量如圖7（b），都呈現(xiàn)出隨著含沙量的增大不斷增大的趨勢(shì)。含沙量從0.03 g/L 提高到0.08 g/L 時(shí)，攔沙量增加約3 倍，而含沙量從0.08 g/L 提高到0.13 g/L時(shí)，攔沙量增加不明顯，這說(shuō)明存在一個(gè)最佳含沙量區(qū)間，使得過(guò)濾器攔沙效果最優(yōu)。

圖7 不同工況條件下過(guò)濾器攔沙量Fig.7 Weight of grain interception under different working conditions

圖8 不同工況條件下過(guò)濾器攔截顆粒粒徑區(qū)間Fig.8 Size range of grain interception under different working conditions

圖9 清洗排污前后水頭損失變化規(guī)律（S=0.13 g/L）Fig.9 Trend curves of head loss for sand water before and after cleaning

除攔沙量外，濾網(wǎng)攔截沙粒粒徑也是判斷過(guò)濾器攔沙效果的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，小顆粒占比增加幅度越大表明過(guò)濾器攔沙效果越好。含沙量為0.13 g/L 時(shí)，對(duì)比圖8（a）中攔截沙與原始沙粒徑可得，粒徑區(qū)間為0～100、100～200μm 的顆粒分別在流量為30 m3/h和40 m3/h 時(shí)占比最多且都大于原始沙的小顆粒占比，說(shuō)明A 型過(guò)濾器在小流量時(shí)對(duì)沙粒的攔截效果較好，這是因?yàn)樵诖罅髁織l件下過(guò)濾時(shí)，水流沖擊力更強(qiáng)，含沙水中的小顆粒會(huì)隨著水流穿過(guò)濾網(wǎng)。同理分析圖8（b）發(fā)現(xiàn)，B 型過(guò)濾器在30 m3/h 和50 m3/h 的流量下攔截更多的0～200 μm 的小顆粒。流量為Q=40 m3/h 時(shí)，A 型過(guò)濾器攔截沙中0～200μm 的小顆粒在含沙量為0.08 g/L 和0.13 g/L 時(shí)占比最大（圖8（c）），B 型過(guò)濾器在0.03 g/L 時(shí)的小顆粒占比最大，攔截效果更好（圖8（d））。綜合分析攔沙量和攔截0～200μm的小顆粒占比2項(xiàng)指標(biāo)可知，2種過(guò)濾器在30 m3/h、0.08 g/L 的工況條件下表現(xiàn)更好。

2.3 過(guò)濾器排污效果分析

以B 型過(guò)濾器為研究對(duì)象開(kāi)展排污試驗(yàn)，分析過(guò)濾器在排污清洗前后的水頭損失變化規(guī)律，判斷手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器的清洗效果，結(jié)果如圖9 所示。第2個(gè)過(guò)濾周期（Cycle 2）的初始水頭損失值及水頭損失變化趨勢(shì)與第1 個(gè)過(guò)濾周期（Cycle 1）幾近相同，即在2 個(gè)周期間進(jìn)行清洗工作后，濾網(wǎng)清潔程度基本與清潔濾網(wǎng)保持一致，水頭損失變化趨勢(shì)幾近相同。這表明，具有手搖清污功能的過(guò)濾器在不停止過(guò)濾工作時(shí)，排污能力也能達(dá)到要求，在保障灌溉系統(tǒng)不間歇工作等方面有較大優(yōu)勢(shì)。

3 討論

微灌用過(guò)濾器無(wú)論型號(hào)和規(guī)格，其水頭損失變化規(guī)律均受流量和含沙量影響，手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器也不例外，流量和含沙量越大，水頭損失增長(zhǎng)越快[3]。大多自清洗過(guò)濾器[13]在過(guò)濾前期水頭損失增長(zhǎng)稍慢，一定時(shí)間后出現(xiàn)水頭損失激增的現(xiàn)象；而手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器水頭損失增長(zhǎng)較均勻，這可能與本試驗(yàn)條件，如含沙量設(shè)置有關(guān)。手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器濾網(wǎng)內(nèi)外壓差平穩(wěn)增大，一定程度上有利于減少濾網(wǎng)因內(nèi)外壓差激增被損壞的現(xiàn)象發(fā)生，能夠延長(zhǎng)過(guò)濾器的使用壽命。

為進(jìn)一步探討過(guò)濾器水頭損失和堵塞程度變化規(guī)律，對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在含沙量一定且水頭損失相同時(shí)，3 個(gè)流量分別對(duì)應(yīng)著不同的堵塞程度，如水頭損失為12 m 的堵塞程度不同，這表明流量越大，水頭損失越大，堵塞程度卻不一定是大的，因此流量對(duì)水頭損失的影響較對(duì)堵塞程度的影響更明顯；同理，在流量一定且堵塞程度相同時(shí)，3 個(gè)含沙量對(duì)應(yīng)著相同的水頭損失，即含沙量越大，水頭損失越大，堵塞程度也越大，這表明含沙量對(duì)堵塞程度的影響與對(duì)水頭損失的影響相當(dāng)。

本文在分析手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器工作性能時(shí)，只探討了水頭損失和堵塞程度2 個(gè)方面，未來(lái)可以發(fā)掘更多的評(píng)價(jià)指標(biāo)[20]，從而為過(guò)濾器選型提供更準(zhǔn)確的參考依據(jù)；此外，本試驗(yàn)只設(shè)置3 個(gè)流量和3 個(gè)含沙量水平，采用控制變量法，通過(guò)分析攔截沙質(zhì)量和粒徑，研究單因素對(duì)過(guò)濾器過(guò)濾效果的影響，認(rèn)為2 個(gè)過(guò)濾器在流量為30 m3/h 和含沙量為0.08 g/L 時(shí)過(guò)濾效果更好，未來(lái)還需要開(kāi)展更多的過(guò)濾試驗(yàn)，探討多因素的共同作用，從而找出過(guò)濾器工作效率最優(yōu)時(shí)的流量和含沙量。

4 結(jié)論

1）手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器水頭損失隨流量和含沙量的增大逐漸增大，堵塞程度亦與流量和含沙量密切相關(guān)。流量對(duì)水頭損失的影響較對(duì)堵塞程度的影響更明顯，含沙量對(duì)堵塞程度的影響和對(duì)水頭損失的影響相當(dāng)。

2）清水條件下，2 種型號(hào)的過(guò)濾器清潔壓降曲線均符合冪函數(shù)關(guān)系；含沙水條件下，綜合不同試驗(yàn)條件下濾網(wǎng)攔截沙的質(zhì)量和粒徑區(qū)間分布兩項(xiàng)指標(biāo)，認(rèn)為2 種過(guò)濾器在單因素試驗(yàn)條件下，分別在流量為30 m3/h 和含沙量為0.08 g/L 時(shí)攔沙量較大，對(duì)小顆粒的攔截效果更優(yōu)；在相同工況時(shí)，B 型過(guò)濾器水頭損失和堵塞程度變化較A 型過(guò)濾器更緩慢，過(guò)濾時(shí)間相對(duì)更長(zhǎng)，但后者水頭損失變化更均勻，攔沙量更多。

3）B 型過(guò)濾器的濾網(wǎng)清洗后的水頭損失變化規(guī)律與清洗前基本一致，達(dá)到了清潔濾網(wǎng)水平，驗(yàn)證了手搖清洗網(wǎng)式過(guò)濾器的清洗效果。