叠片过滤器水头损失变化规律及杂质拦截特征

为避免叠片过滤器在工程应用中出现水头损失激增导致过滤器频繁冲洗造成水量和能量损耗现象,该研究对5种流速(0.37、0.40、0.43、0.46和0.49 m/s)、5种沙粒浓度(0.10、0.15、0.20、0.25和0.30 g/L)与5种沙粒级配的中值粒径(49、66、82、100和127μm)条件下叠片过滤器的水力性能和过滤性能开展全试验。根据不同工况下过滤器的水头损失、拦沙量、拦截沙粒粒径以及拦截沙粒位置分布情况,利用回归分析法确定了清水和含沙水条件下水头损失的计算方法,探究不同沙粒粒径范围引起水头损失显著增加的敏感流速和水头损失变化原因,并分析叠片流道拦截沙粒粒径及拦截沙粒位置分布。结果表明:1)清水条件下过滤器局部水头损失系数为一定值,水头损失仅与有效过水面积有关,含沙水条件下水头损失与流速和沙粒浓度相关,并得出三者之间的关系,决定系数达到0.90以上;2)0~50、>50~75、>75~100、>100~125和>125~150μm的沙粒粒径引起水头损失显著增加的敏感流速分别为0.37、0.40、0.43、0.46和0.49 m/s;3)水头损失和拦沙量的相关性较强,二者在沙粒粒径越大的含沙水下受流速的影响程度越小;4)0~65μm的沙粒可穿出流道,>65~100μm的沙粒能够被流道截留,叠片拦截最小沙粒粒径与流道最小截面内切圆直径关系为1∶1.8,>100~125μm的沙粒易堆积流道进口处,>125~150μm的沙粒无法进入叠片。研究可为不同灌溉参数设置下合理配置和使用叠片过滤器提供参考。