微灌石英砂过滤器反冲洗数值模拟验证与流场分析

• 作者: 冯俊杰 刘杨 李景海 翟国亮 黄修桥
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 灌溉 模型 计算机仿真 石英砂滤层 反冲洗 多相流
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 74-82
• 页数: 9页
• 分类号: S275.6
• 字数: 5599字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.011

摘要

微灌石英砂滤层的反冲洗，是实现滤料再生的有效途径，为了对反冲洗过程流场进行分析，并确定合理的反冲洗速度。该文建立了石英砂过滤器几何模型并进行了网格划分，采用Eulerian模型作为石英砂滤层反冲洗数值模拟模型，分别对石英砂当量粒径为1.06、1.2和1.5 mm的3种滤层的反冲洗过程进行了瞬态模拟，并将滤层整体压降和整体密度的模拟结果与试验结果进行对比，结果显示，整体压降的最大模拟误差为7.03%，整体密度的最大模拟误差为1.93%，说明数值模拟准确可信。在此基础上，分析了石英砂滤层反冲洗过程压降的波动规律、压降均值和压降标准偏差随反冲洗速度的变化趋势；并分析了滤层密度的分布规律、密度均值和密度标准偏差随反冲洗速度的变化趋势。根据压降波动的稳定性，结合滤层密度分布的稳定性，确定了石英砂滤层反冲洗强度的合理范围，3种滤层分别为0.0149～0.0212、0.0146～0.0218和0.0191～0.0261 m/s。该研究为石英砂滤层反冲洗过程的机理研究提供了参考，为砂过滤器反冲洗性能参数的确定提供了依据。