过滤孔径可调的叠片过滤器设计及其水力性能OA北大核心CSTPCD

叠片过滤器是微灌系统的关键部件之一,对过滤杂质,减缓滴头堵塞起到重要作用。但叠片过滤器的叠片种类单一、过滤沙粒粒径范围较小,同一叠片无法满足不同杂质粒径的过滤要求。基于此,该研究考虑通过合理改变叠片间松紧度的方式调节叠片间有效过滤面积,设计了一种过滤孔径可调的叠片过滤器并通过试验测试其水力性能。结果表明:1)通过调节叠片松紧度可以获得不同过滤孔径的目标。3种叠片在3种电机压力下可获得7种松紧度,对应的叠片过滤等效孔径分别75、100、125、150、200、250、300μm。2)7种孔径叠片过滤器水头损失动态变化和拦沙量存在差异。以小于75μm沙粒为主的小级配含沙水,75μm叠片的水头损失峰值最大,最大值均稳定在16 m左右。其拦沙量显著大于其他叠片(P<0.05)。以>75~150μm沙粒为主的中级配含沙水,75、100和125μm叠片水头损失均较大,最大值均超过了6 m,100和125μm叠片拦沙量显著大于其他叠片(P<0.05)。以>150~300μm沙粒为主的大级配含沙水,150、200、250和300μm叠片的拦沙量都较大,水头损失也有所增加。3)基于TOPSIS法可实现叠片过滤器孔径的优化配置。小级配含沙水应选择75μm叠片;中级配含沙水浓度较大时应选择125μm叠片,浓度较小时应选择100μm叠片;大级配含沙水浓度较大时应选择250和300μm叠片,浓度较小时应选择150和200μm叠片。研究可为减少过滤器水头损失和微灌系统中不同级配含沙水条件下叠片过滤器的合理选型和使用提供参考。