一种用于细颗粒泥沙过滤的离心过滤器的优化设计方法技术

本发明专利技术提供了一种用于细颗粒泥沙过滤的离心过滤器的优化设计方法，包括以下流程：流程1，建立离心式过滤器结构构型与确定离心式过滤器关键结构参数控制阈值；流程2，确定特定过滤粒径下离心式过滤器最优体积；流程3，确定离心式过滤器串并联布置形式；其中，流程1中，通过数值模拟的方法在水头损失可接受的范围下，进行过滤性能对比得到离心过滤器最优构型；流程2中，针对不同粒径，确定最优构型下的最适宜体积及附属结构；流程3中，依据流量确定过滤器并联关系，根据泥沙粒径过滤需求确定串联关系。联关系。联关系。

【技术实现步骤摘要】
一种用于细颗粒泥沙过滤的离心过滤器的优化设计方法


[0001]本专利技术属于高效节水灌溉
，尤其涉及一种用于细颗粒泥沙过滤的离心过滤器的优化设计方法。

技术介绍

[0002]合理利用含沙水进行农业灌溉已成为缓解全球水资源紧缺问题的有效途径之一，其泥沙处理效果的好坏直接影响灌溉系统的使用，但目前仅对粗颗粒泥沙为主的高含沙水源形成较为成熟的模式，对于以细颗粒泥沙为主的黄河水等高含沙水源仍没有较为成功的解决方案。采用沉淀、过滤措施处理高浓度细颗粒泥沙难度较大，主要原因在于细颗粒泥沙沉降速度慢导致沉沙池大且成本高，且细颗粒泥沙过滤需求的过滤器目数较高导致频繁地自动反冲洗而产生高能耗问题。因此，开发有效过滤细颗粒泥沙的过滤器对于含沙水应用推广具有重要意义。
[0003]离心过滤器被作为含沙水灌溉的初级处理设施之一，其主要由于目前对100μm以上的粗颗粒泥沙处理效果较好，而对于含有细颗粒粘性泥沙过滤效果较差。事实上，旋流过滤器由其可按照粒度及密度进行分离的特性适用于固液分离，目前离心过滤器对细颗粒泥沙分离效率较低主要由于设计思路集中在不明显增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于细颗粒泥沙过滤的离心过滤器的优化设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下流程：流程1：建立离心式过滤器结构构型和确定离心式过滤器关键结构参数控制阈值；流程2：确定特定过滤粒径下离心式过滤器最优体积；流程3：确定离心式过滤器串并联布置形式；其中，流程1中，通过数值模拟的方法在水头损失可接受的范围下，进行过滤性能对比得到离心过滤器最优构型；流程2中，针对不同粒径，确定最优构型下的最适宜体积及附属结构；流程3中，依据流量确定过滤器并联关系，根据泥沙粒径过滤需求确定串联关系。2.根据权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，流程1中，离心过滤器结构构型包括整体构型和进口形式，对不同构型与进口形式在同一体积下通过数值模拟的方法进行对比，分析它们内部流场中短路流、内旋流以及外旋流分布，最终以水头损失及分离中值粒径大小及分离效率为评价指标，在水头损失可接受下，选择分离中值粒径最小且分离效率最高的结构作为最优过滤器结构构型。3.根据权利要求2所述优化设计方法，其特征在于，流程1中，不同构型包括直立蜗壳式、直管倾斜式和传统形式；不同进口形式包括蜗壳式进口、半封闭式进口和传统结构。4.根据权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，流程1中，对最优结构构型的关键结构参数控制阈值进行选择，考虑的参数包括圆柱段高度，锥段高度，锥角角度和溢流管深度，将参数作为控制阈值进行梯度分析，基于数值模拟方法进行分析，以平均流速及泥沙分离效率为评价指标，在水头损失可接受下，选择分离中值粒径最小的结构作为该结构构型下的参数最优搭配。5.根据权利要求4所述的优化设计方法，其特征在于，流程1中，圆柱段高度为总体过滤器比例的1/2
‑
1/8之间，锥段高度为总体过滤器比例的7/8
‑
1/2之间，锥角角度为10
°‑
40
°
之间，溢流管深度为圆柱段高度的1/4
‑
1之间。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：李云开，侯鹏，王槿妍，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：