论文部分内容阅读
过滤器是微灌系统处理泥沙的关键设备。本文在室内试验和大田试验的基础上,结合理论分析和实际调研中发现的问题,对自清洗网式过滤器的运行特性进行了研究。此外,利用ANSYS软件和CFD(流体力学)软件对过滤器进行了数值仿真模拟,主要取得的研究成果有:(1)清水条件下,随着流量的增大,水头损失逐渐增大,通过试验拟合出过滤器清水条件下水头损失公式,可以指导实际工程运用。浑水条件下,过滤器前期的水头损失变化都缓慢,当水头损失超过6-8m时,过滤器水头损失变化加剧。对8GWZ-150型自清洗网式过滤器的阻力矩和动力矩进行了理论推导,结合试验数据,拟合出排污转数的经验公式,可用于过滤器设计。(2)利用ANSYS软件对8GWZ-150型自清洗网式过滤器进行了数值模拟结果显示。过滤器筒体绝大部分位置应力均小于61.5MPa,除在进、出水口处有应力集中外,其最大应力为138MPa;对筒体厚度进行复核计算,厚度为5mm,与过滤器原设计相符,无需对过滤器筒体进行优化设计。空心轴式排污管主要受扭矩作用,其最大应力值为27.5MPa,远小于设计强度,但其应变值为3.02mm,需增大主轴的壁厚或提高其刚度。水力旋喷管主要受弯矩作用,其最大应力值发生在顶盖与直管的连接处大小为13.8MPa。过滤器的下隔板的位移形变(最大形变量为0.694mm)和应力(最大应力值为12.4MPa)均较小,因此可以适当地减小下隔板的厚度并在隔板的下表面焊接肋板以减小隔板的形变。过滤网骨架的最大形变量为0.436mm;虽然骨架的最大的应力(最大应力值为245MPa)超过了允许应力值196MPa,但经过应力线校核,发现其可以满足过滤网正常使用的要求。(3)采用Fluent软件对过滤器过滤过程和排污过程进行数值模拟,利用均方差检验模拟结果与实测结果的离散程度,验证了模拟结果的可靠性,对过滤器吸污嘴进行了优化,经过模拟发现1、2、3号吸污嘴的开口的宽度变为3.4mm、3mm和2.6mm时吸污效果最好,同时结合过滤器在大田运用中存在的问题,开发出新型吸刷一体式过滤器。