基于颗粒流理论的微灌砂滤层反冲洗过程砂粒速度场模拟

• 作者: 刘清霞 张文正 李景海 翟国亮 蔡九茂
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 模型 计算机仿真 灌溉 石英砂滤层 反冲洗 多相流
• 年，卷（期）: 2018,（22）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 78-83
• 页数: 6页
• 分类号: S275.6
• 字数: 5427字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.22.010

摘要

砂颗粒流在石英砂滤层反冲洗流场中的速度分布,对滤层流化状态的稳定性和反冲洗效果起决定性作用.为了对滤层反冲洗过程砂颗粒的速度场进行分析,并确定最佳反冲洗速度,该文以厚度为400 mm,粒径范围为1.0～1.18 mm的石英砂滤层为研究对象,基于颗粒流运动理论,采用Eulerian-Eulerian模型对滤层反冲洗过程砂粒的速度场进行3维动态模拟.为了验证模拟结果的准确性,作者开展了室内模型试验,并将模拟结果与试验结果进行对比,结果显示,滤层膨胀高度的最大模拟误差为9.8％,能够控制在10％以内,说明数值模拟结果是可信的.在此基础上,分析了反冲洗流化倍数为1.3、1.5、1.7和1.9时,滤层高度分别为15、25和35 cm 3个横截面上,在不同的反冲洗时间,砂粒的轴向速度沿横坐标的分布规律.根据砂粒在3个横截面上运动速度的大小和方向,判断砂滤层是否达到完全流化;根据砂粒在3个横截面上运动趋势是否一致,砂粒的上升区是否保持稳定,判断滤层流化状态是否稳定.结果显示,当反冲洗流化倍数不小于1.7时,滤层才能达到稳定的流化状态,从而达到比较理想的反冲洗效果,并得出滤层最佳反冲洗流化倍数为1.7.研究结论为砂过滤器的反冲洗研究提供了理论基础和技术支撑,为反冲洗性能参数的确定提供了参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	翟国亮	中国农业科学院农田灌溉研究所	38	295	10.0	15.0
2	张文正	中国农业科学院农田灌溉研究所	12	69	5.0	8.0
3	刘清霞	安阳工学院土木与建筑工程学院	17	40	3.0	5.0
4	李景海	安阳工学院土木与建筑工程学院	5	10	2.0	3.0
5	蔡九茂	中国农业科学院农田灌溉研究所	8	29	4.0	5.0