本文摘要：摘要：由于滴灌灌水器流道較小，滴灌系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求頗高，因此過(guò)濾裝置在滴灌中非常重要。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量的研究和研發(fā)工作。在此背景下，文章在簡(jiǎn)要闡述滴灌用砂石、網(wǎng)式、疊片式和離心式過(guò)濾器工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)滴灌用過(guò)濾器的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了
摘要：由于滴灌灌水器流道較小，滴灌系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求頗高，因此過(guò)濾裝置在滴灌中非常重要。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量的研究和研發(fā)工作。在此背景下，文章在簡(jiǎn)要闡述滴灌用砂石、網(wǎng)式、疊片式和離心式過(guò)濾器工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)滴灌用過(guò)濾器的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)歸納總結(jié)，對(duì)過(guò)濾器研究存在問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了討論。文章認(rèn)為目前針對(duì)過(guò)濾器水頭損失和堵塞的變化規(guī)律及影響因素的試驗(yàn)研究較多;在建立過(guò)濾器水頭損失理論計(jì)算方程和模型模擬過(guò)濾器內(nèi)部水流流態(tài)等方面已引入流體計(jì)算模型;而砂石過(guò)濾器濾料和濾帽、網(wǎng)式過(guò)濾器自清洗裝置、疊片式過(guò)濾器疊片以及一體式組合過(guò)濾器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等是過(guò)濾器研發(fā)的熱點(diǎn)。研究認(rèn)為將來(lái)過(guò)濾器的研究研發(fā)工作可重點(diǎn)針對(duì)過(guò)濾器模擬技術(shù)和適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的過(guò)濾器研制等方面展開(kāi)。本研究可為滴灌用過(guò)濾器的研究提供一定的技術(shù)支撐。
關(guān)鍵詞：滴灌;過(guò)濾器;水頭損失;結(jié)構(gòu)優(yōu)化
農(nóng)田灌溉論文投稿刊物：節(jié)水灌溉雜志是北大核心期刊，因此在來(lái)本雜志上進(jìn)行投稿時(shí)就要比省級(jí)、國(guó)家級(jí)這些期刊投稿和撰寫中要注意的事項(xiàng)要嚴(yán)格很多了。對(duì)于期刊的級(jí)別判斷與期刊的真?zhèn)我约捌诳恼魇諆?nèi)容，這些都是關(guān)乎與你論文是否投稿成功的主要方面。
0引言
滴灌技術(shù)是一種先進(jìn)的高效節(jié)水灌溉方法，合理使用滴灌技術(shù)可以減少土壤蒸發(fā)、地表徑流和深層滲漏等無(wú)效的水量損失。但滴灌系統(tǒng)的灌水器由于流道較小，極易被水中雜質(zhì)堵塞，這種堵塞即使在輕微條件下也會(huì)降低灌溉水的均勻性，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懻麄�(gè)滴灌系統(tǒng)的使用壽命。過(guò)濾是將水中可能堵塞滴灌系統(tǒng)的雜質(zhì)去除的過(guò)程，對(duì)滴灌系統(tǒng)穩(wěn)定安全的運(yùn)行有重要意義，是滴灌系統(tǒng)中不可或缺的部分。鑒于過(guò)濾的重要性，前人對(duì)滴灌過(guò)濾裝置進(jìn)行了大量研究，本文對(duì)前人研究進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納，以期對(duì)滴灌用過(guò)濾裝置的下一步研究提供技術(shù)支撐。
1滴灌用過(guò)濾裝置分類及工作原理
目前滴灌上最常見(jiàn)的過(guò)濾器有砂石、網(wǎng)式、疊片式和離心式過(guò)濾器4種，它們結(jié)構(gòu)不同，過(guò)濾原理及適宜水質(zhì)條件也有很大差別。在滴灌系統(tǒng)中往往將其組合使用，以期達(dá)到更優(yōu)的過(guò)濾效果。砂石過(guò)濾器依靠罐體內(nèi)部一層層濾料介質(zhì)對(duì)水中雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾。水流從進(jìn)水口流進(jìn)罐體后，水中有機(jī)、無(wú)機(jī)雜質(zhì)都可以在機(jī)械篩濾、沉淀和接觸絮凝的作用下被截留，反沖洗時(shí)濾層及濾料孔隙中的污物受水流的浮曳力和剪力等作用排出[1]。網(wǎng)式過(guò)濾器的主要過(guò)濾元件是濾網(wǎng)，濾網(wǎng)會(huì)截留水中大于其孔徑的雜質(zhì)顆粒，而隨著濾網(wǎng)上的雜質(zhì)不斷聚集形成濾餅，更細(xì)小的顆粒則被濾餅攔截，直至濾網(wǎng)堵塞[2]。
疊片式過(guò)濾器內(nèi)部具有兩面帶凹槽的疊片，過(guò)濾時(shí)疊片在彈簧和水流作用下被緊實(shí)地壓成柱體，柱體內(nèi)部形成數(shù)條直徑逐漸變小的槽溝，大于槽溝內(nèi)部最小截面直徑的顆粒雜質(zhì)被攔截，隨后雜質(zhì)聚集截留更小的雜質(zhì)。到達(dá)一定壓差或時(shí)間時(shí)，改變流動(dòng)方向的水流使得彈簧收緊，疊片松開(kāi)進(jìn)行反沖洗，附著在疊片上的顆粒雜質(zhì)在水流剪切力的作用下隨水流流出排污管[3]。離心式過(guò)濾器中水流會(huì)在其內(nèi)部形成漩渦，由此產(chǎn)生的離心力可以分離清水和污物，清水隨著外旋流螺旋向上流向出水口被帶出，比重大的污物隨內(nèi)旋流螺旋向下進(jìn)入下部的儲(chǔ)砂罐。
2滴灌用過(guò)濾裝置研究進(jìn)展
2.1砂石過(guò)濾器
對(duì)于砂石過(guò)濾器，學(xué)者們多通過(guò)試驗(yàn)方法，以濾后水的濁度、沙顆粒質(zhì)量濃度及沙顆粒粒徑為考察指標(biāo)，研究砂石過(guò)濾器的過(guò)濾效率[4,5]，探討渾水質(zhì)量分?jǐn)?shù)[6]、過(guò)濾速度[7]和砂石濾料濾層厚度[8]等影響因素對(duì)過(guò)濾效果的影響成因及影響程度。與此同時(shí)，由于水頭損失會(huì)影響過(guò)濾器的耗水耗能和過(guò)濾效率，也是學(xué)者們研究的重要內(nèi)容[9]。Arbat[10]數(shù)值模擬顯示，84.6%的水頭損失來(lái)自濾料，11%的水頭損失來(lái)自濾帽和多孔板，4.4%的水頭損失是進(jìn)、出水管造成的。
還有學(xué)者采用濾層內(nèi)流體方程，如半經(jīng)驗(yàn)的歐根方程，來(lái)計(jì)算和預(yù)測(cè)水頭損失。他們假設(shè)濾層由許多平行細(xì)管組成，視過(guò)濾介質(zhì)為規(guī)則球體，通過(guò)確定過(guò)濾介質(zhì)的物理參數(shù)，如有效直徑和孔隙度等，計(jì)算水頭損失[11]。由于流體方程中物理參數(shù)取值具有不準(zhǔn)確性，又有學(xué)者引入了量綱分析方法[12-14]，將水頭損失影響因素，如過(guò)濾面積、流速、過(guò)濾水量、總懸浮固體顆粒(TSS)、原水顆粒平均直徑、原水密度等，分成若干個(gè)無(wú)量綱群，建立數(shù)學(xué)方程來(lái)計(jì)算過(guò)濾器水頭損失。相較于傳統(tǒng)試驗(yàn)得出水頭損失的方式，方程計(jì)算更方便快捷，具有一定的參考價(jià)值。砂石過(guò)濾器水頭損失出現(xiàn)驟增前需要進(jìn)行反沖洗，由于反沖洗過(guò)程的復(fù)雜性，目前國(guó)內(nèi)對(duì)其反沖洗機(jī)理的研究還較少。李景海通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值模擬，指出反沖洗速度對(duì)反沖洗壓降和濾層密度的影響[15]，并依據(jù)反沖洗時(shí)濾層水的體積分?jǐn)?shù)變化規(guī)律來(lái)確定反沖洗效果最優(yōu)的反沖洗速度[16]。
在研發(fā)方面，砂石過(guò)濾器集中在濾料改進(jìn)上，早期采用的分級(jí)濾料在過(guò)濾和反沖洗時(shí)會(huì)發(fā)生水力分級(jí)現(xiàn)象，隨后引進(jìn)了均質(zhì)濾料，研究認(rèn)為其可在更大程度上減少堵塞，從而過(guò)濾時(shí)間更長(zhǎng)，過(guò)濾效果更好。出于降低造價(jià)，目前玻璃濾料成為研究熱點(diǎn)。玻璃濾料過(guò)濾第一階段以攔截作用為主，第二階段攔截和吸附共同作用[17]。但玻璃濾料的研究應(yīng)用還有待深入。Horan[18]、Soyer[19]試驗(yàn)顯示玻璃濾料在相同時(shí)間內(nèi)比砂石濾料多過(guò)濾10%的水量，清潔壓降和堵塞水頭損失更低;Soyer[20]另有試驗(yàn)顯示碎玻璃、砂石分別與無(wú)煙煤組合的雙層濾料過(guò)濾性能相當(dāng);而B(niǎo)ové[21]使用直徑在0.63到1.50mm之間的四種不同濾料，試驗(yàn)得出水頭損失最小的是石英砂，其次是粉碎回收玻璃顆粒、改性玻璃顆粒、微玻璃球體。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化上，不少學(xué)者針對(duì)濾帽進(jìn)行改進(jìn)[22,23]。Bové在濾帽頂部布置槽，周圍放置粗顆粒濾料并增加濾帽出口管道截面面積[24]，試驗(yàn)和模擬表明其結(jié)構(gòu)可以有效降低水頭損失[25]。但Arbat[10]卻認(rèn)為頂部濾槽設(shè)計(jì)會(huì)增加反沖洗頻率，導(dǎo)致能量損失更大。
2.2網(wǎng)式過(guò)濾器
對(duì)于網(wǎng)式過(guò)濾器，學(xué)者們通過(guò)理論分析構(gòu)建了網(wǎng)式過(guò)濾器水頭損失計(jì)算模型[26,27]，他們將影響網(wǎng)式過(guò)濾器過(guò)濾效率的參數(shù)，如過(guò)濾水平、總過(guò)濾面積、流量、總沙濃度、過(guò)濾時(shí)間、出入口管道直徑、水流流速、沙顆粒的平均直徑、水的粘度和水密度等水頭損失影響因子劃分成幾個(gè)無(wú)量綱組建立水頭損失方程，并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整參數(shù)得到方程。這樣依據(jù)不同試驗(yàn)條件研究者們會(huì)得出不同的方程，因此數(shù)學(xué)方程計(jì)算水頭損失的方式雖簡(jiǎn)單高效，但適應(yīng)條件各不相同。也有不少學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)方法研究網(wǎng)式過(guò)濾器堵塞，如堵塞成因、堵塞與水頭損失間的關(guān)系等[28,29]。近年來(lái)，學(xué)者們紛紛利用CFD數(shù)值模擬技術(shù)模擬網(wǎng)式過(guò)濾器過(guò)濾時(shí)的內(nèi)部水流流態(tài)[30-32]。陶洪飛[33]首先對(duì)比三種紊流模型模擬結(jié)果選擇出最優(yōu)模型，并依此分析臥式網(wǎng)式過(guò)濾器的流場(chǎng)，指出濾網(wǎng)內(nèi)外流速沿筒身方向分布不均，且出水管與罐體銜接處會(huì)形成“Y”型紊亂區(qū)，增加了水頭損失，降低了過(guò)濾效率。
喻黎明[34,35]模擬Y型過(guò)濾器內(nèi)部水流流態(tài)、沙粒運(yùn)動(dòng)軌跡及其分布，認(rèn)為濾網(wǎng)內(nèi)部水流流態(tài)與沙顆粒粒徑影響沙粒在濾網(wǎng)上的沉積位置和堵塞程度，建議增大進(jìn)口側(cè)上端的過(guò)水面積，降低進(jìn)口流速，使顆粒均勻分布，獲得更大的過(guò)濾效率。可以看出，CFD數(shù)值模擬技術(shù)可以模擬并呈現(xiàn)流體在濾網(wǎng)各部位的運(yùn)動(dòng)情況和場(chǎng)的分布情況，針對(duì)流量、流速和壓強(qiáng)分布不均的地方分析成因，進(jìn)行優(yōu)化，獲得更優(yōu)的過(guò)濾器結(jié)構(gòu)。隨著灌溉自動(dòng)化的需求不斷提升，在網(wǎng)式過(guò)濾器的研發(fā)上，學(xué)者們也關(guān)注著自清洗網(wǎng)式過(guò)濾器[36,37]。
宗全利[38]通過(guò)對(duì)80目和120目網(wǎng)式過(guò)濾器排污壓差的理論計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，探討了含沙量、流量和過(guò)濾時(shí)間對(duì)過(guò)濾壓差的影響，得到了保證水頭損失曲線不出現(xiàn)激增時(shí)的最佳排污壓差，認(rèn)為80目的過(guò)濾器為6m，120目的過(guò)濾器為7m。實(shí)際大田過(guò)濾器前設(shè)有沉沙池，進(jìn)入過(guò)濾器的水顆粒粒徑實(shí)際偏小，設(shè)置壓差時(shí)也應(yīng)當(dāng)比理論值小。也有學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)分析了排污效果最好的自清洗時(shí)間[39]。此外，宗全利[40]對(duì)吸式網(wǎng)式過(guò)濾器自清洗過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果顯示位于最上面的吸嘴流速最大，壓強(qiáng)最小，提出可通過(guò)調(diào)整吸嘴位置和增加吸嘴個(gè)數(shù)提高自清洗效率。全自動(dòng)魚雷網(wǎng)式過(guò)濾器是一種新型低壓排沙過(guò)濾器，目前正被推廣應(yīng)用于新疆滴灌系統(tǒng)。阿力甫江·阿不里米提[41,42]通過(guò)模擬魚雷網(wǎng)式過(guò)濾器內(nèi)部流場(chǎng)，指出高速的進(jìn)水口和低速的出水口使得濾網(wǎng)堵塞不均，而更多的過(guò)濾器水力特性如最佳排污壓差等還需進(jìn)一步研究。
2.3疊片式過(guò)濾器
疊片式過(guò)濾器過(guò)濾時(shí)緊壓的疊片間形成溝槽，整個(gè)過(guò)濾元件可視為多層濾網(wǎng)復(fù)合過(guò)濾器，過(guò)濾精度由溝槽的最小斷面圓直徑?jīng)Q定，但目前與疊片尺寸的關(guān)系還未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[43]。Duran-Ros[44]將網(wǎng)式、疊片式及網(wǎng)式疊片式組合三個(gè)過(guò)濾系統(tǒng)分別在300kPa和500kPa壓力下進(jìn)行過(guò)濾和反沖洗試驗(yàn)，結(jié)果表明三個(gè)過(guò)濾系統(tǒng)濾后水濁度、顆粒濃度和TSS沒(méi)有顯著區(qū)別，但疊片式過(guò)濾器反沖洗消耗水量更多;秦天云[45]通過(guò)試驗(yàn)指出疊片式過(guò)濾器過(guò)濾效果優(yōu)于網(wǎng)式過(guò)濾器，但其復(fù)雜的流道結(jié)構(gòu)使得水頭損失更高。
此外，VedatDEMİR[46]對(duì)Y型、L型和LT型的金屬疊片式過(guò)濾器進(jìn)行水力性能比較，認(rèn)為Y型水頭損失更大，耗能更多，曲線型槽溝過(guò)濾時(shí)水頭損失低于直線型槽溝。還有學(xué)者[47,48]利用量綱分析建立水頭損失方程，通過(guò)水力性能試驗(yàn)驗(yàn)證方程，并依此給出過(guò)濾器設(shè)計(jì)優(yōu)化方案如增加進(jìn)出口管道內(nèi)徑等。目前，利用數(shù)值模擬技術(shù)模擬疊片式過(guò)濾器內(nèi)部水流還有一定困難，李楠[49]在模擬時(shí)簡(jiǎn)化為兩片疊片結(jié)構(gòu)，得出斷面形狀為底角接近π/2的等腰三角形時(shí)水頭損失最小;但李浩[50]認(rèn)為單片或多片疊片結(jié)構(gòu)模擬出的水流不能完全反映整個(gè)過(guò)濾器的實(shí)際流動(dòng)規(guī)律，進(jìn)行全流場(chǎng)模擬后指出過(guò)濾器的安裝角度對(duì)水頭損失也有影響。在對(duì)疊片式過(guò)濾器的研發(fā)主要集中在疊片的改進(jìn)上，通過(guò)改變疊片幾何形狀，優(yōu)化流道結(jié)構(gòu)。
崔春亮[51]改變單片疊片的溝槽形狀和“V”型角度研發(fā)的疊片式過(guò)濾器精度高、水力性能好;崔瑞[52]設(shè)計(jì)的疊片結(jié)構(gòu)可形成過(guò)濾精度為60目和120目的復(fù)合流道，并指出含復(fù)合流道的疊片較120目的含普通直線型流道疊片水頭損失更小;楊培嶺[53]采用分形理論設(shè)計(jì)出帶有分形流道和緩沖槽的疊片，試驗(yàn)表明這種過(guò)濾器泥沙攔截能力和堵塞均勻度都優(yōu)于普通疊片式過(guò)濾器。
2.4離心式過(guò)濾器
離心式過(guò)濾器利用不同比重的清水和顆粒雜質(zhì)會(huì)在離心作用下分離的原理完成過(guò)濾，不僅在農(nóng)業(yè)上，而且在礦物、化學(xué)及環(huán)保領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[54]。研究表明決定離心式過(guò)濾器過(guò)濾效果的關(guān)鍵是原水雜質(zhì)特性以及離心作用的大小。一般認(rèn)為原水中顆粒雜質(zhì)粒徑越大，分離效率越高[55]。Mailapalli[56]通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)過(guò)濾前期含高濃度懸浮顆粒的水雜質(zhì)分離效果更好，但后期過(guò)濾效率與懸浮液濃度無(wú)關(guān)。針對(duì)離心式過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，Yurdem[57]通過(guò)模擬指出增加流速會(huì)提高離心力，但水頭損失會(huì)更大，建議增大進(jìn)、出水口的管道直徑來(lái)減少水頭損失;崔瑞[58]通過(guò)將離心式過(guò)濾器筒身錐形部分改為柱形提高離心力，認(rèn)為改進(jìn)后的過(guò)濾器水頭損失低，除沙率高;Hwang[59]設(shè)計(jì)出不同導(dǎo)流環(huán)結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬，得出錐形導(dǎo)流環(huán)更有助于清水與雜質(zhì)顆粒分離。
2.5組合過(guò)濾器
在實(shí)際應(yīng)用中，往往將不同過(guò)濾器組合在一起使用，以期達(dá)到更優(yōu)的過(guò)濾效果。有的學(xué)者[60-62]通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比了組合過(guò)濾器與單個(gè)過(guò)濾器的濾后水濁度和水頭損失，指出組合過(guò)濾器過(guò)濾性能更優(yōu)。葉成恒[63]試驗(yàn)表明，相同流量下的離心式疊片式組合過(guò)濾裝置較離心式網(wǎng)式組合分離粒徑更均勻，但局部水頭損失更大，耗能更多。為減少組合過(guò)濾裝置中管道等附屬結(jié)構(gòu)引起的水頭損失，也有學(xué)者將兩種過(guò)濾器設(shè)計(jì)為一體式裝置進(jìn)行研究。李振成[64]研究發(fā)現(xiàn)與普通離心式網(wǎng)式組合過(guò)濾裝置沙粒運(yùn)移規(guī)律不同的是，一體式過(guò)濾器只有一部分沙粒因重力作用而自然沉降，另一部分會(huì)因強(qiáng)作用的浮力和挾持力隨水流運(yùn)動(dòng)至濾網(wǎng)進(jìn)行二次過(guò)濾，建議降低篩網(wǎng)高度達(dá)到更優(yōu)的過(guò)濾效果。
謝崇寶[65]研發(fā)設(shè)計(jì)了一種上下復(fù)合型砂石—濾網(wǎng)集成式過(guò)濾器，兩個(gè)濾料區(qū)分別布置在上、下部的中空殼體中，下部濾料區(qū)下安裝一張完整濾網(wǎng)，兩個(gè)殼體之間用法蘭連接，整個(gè)結(jié)構(gòu)具有體積小、成本低的特點(diǎn);具有異曲同工之妙的是，楊培嶺[66]將相互垂直的四個(gè)篩網(wǎng)置于砂石罐體內(nèi)部，設(shè)計(jì)出新的一體式過(guò)濾裝置，利用CFD數(shù)值模擬技術(shù)分析流場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)一體式過(guò)濾裝置能夠減少38.5%的水頭損失，其水力性能更優(yōu)，過(guò)濾效果更好，運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。
3存在問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)
由上可知，為研究提高滴灌用過(guò)濾器的過(guò)濾效率，學(xué)者們采用理論分析、試驗(yàn)和數(shù)值模擬等方法對(duì)過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了大量研究，在過(guò)濾器研究研發(fā)方面已有諸多成果，這促進(jìn)了滴灌用過(guò)濾器的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，但就目前來(lái)看尚存在如下問(wèn)題：過(guò)濾器的抗堵塞性能和自清洗功能仍有待進(jìn)一步優(yōu)化，如何在保證過(guò)濾器過(guò)濾效果的同時(shí)，不產(chǎn)生過(guò)大的水頭損失，如何在提高過(guò)濾器自清洗效率的同時(shí)不造成過(guò)多的能源浪費(fèi)，以上問(wèn)題都需要進(jìn)一步研究。在研發(fā)方面，無(wú)論是砂石過(guò)濾器濾料對(duì)水流特性的影響及其內(nèi)部濾帽結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，還是疊片式過(guò)濾器的疊片凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等都存在瓶頸，需要更多的理論支撐。此外，將工業(yè)應(yīng)用的過(guò)濾器引進(jìn)到農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)，如離心式過(guò)濾器，需要深入探究其適用差異，進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)。
在實(shí)際應(yīng)用中，不同地區(qū)的水源不同，微灌系統(tǒng)也大多是分級(jí)過(guò)濾，而過(guò)濾器的研究主要是單一進(jìn)行的，沒(méi)有結(jié)合不同地域和不同微灌系統(tǒng)的應(yīng)用要求進(jìn)行運(yùn)行模式的探討。因此，在下一步的研究中，針對(duì)單個(gè)過(guò)濾器，可進(jìn)一步對(duì)結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行創(chuàng)新性研究，同時(shí)，也需要結(jié)合不同地區(qū)和微灌系統(tǒng)要求，研究微灌系統(tǒng)中分級(jí)過(guò)濾的多個(gè)過(guò)濾器的運(yùn)行模式。在研究方法上，國(guó)內(nèi)大多采用試驗(yàn)方法來(lái)探討過(guò)濾器水頭損失及其影響因素，近年來(lái)，部分學(xué)者采用CFD模擬技術(shù)手段深入研究過(guò)濾器內(nèi)部水流特性，找到過(guò)濾器水頭損失高的原因，并依此給出結(jié)構(gòu)改進(jìn)的建議。
但此類研究較少，可能是因?yàn)檫^(guò)濾器內(nèi)部水流流態(tài)復(fù)雜，不易模擬精確，如疊片式過(guò)濾器在模擬時(shí)簡(jiǎn)化為兩片疊片模型，模擬得出的水流特性無(wú)法完全代表整個(gè)過(guò)濾器內(nèi)部水流;同時(shí)研究沙粒堵塞時(shí)需結(jié)合沙粒的運(yùn)移規(guī)律，更是加大了研究難度。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)少有學(xué)者利用量綱分析法分析水頭損失與其影響因素之間的關(guān)系函數(shù)，其原因也許是學(xué)科交叉，需引入數(shù)學(xué)和物理等相關(guān)專業(yè)知識(shí)，研究有一定難度。此外，楊培嶺團(tuán)隊(duì)利用分形理論對(duì)疊片式過(guò)濾器內(nèi)部構(gòu)造的分析也提供了另一種研究思路。由此，研究技術(shù)手段還有待進(jìn)一步提高，這或許是未來(lái)過(guò)濾器研究能夠有所突破的關(guān)鍵。從過(guò)濾器市場(chǎng)來(lái)看，國(guó)外過(guò)濾產(chǎn)品水頭損失小，過(guò)濾效果好，使用壽命長(zhǎng)，自動(dòng)化和創(chuàng)新程度高，生產(chǎn)工藝遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)的過(guò)濾器。但其適用特點(diǎn)、運(yùn)行模式和昂貴的價(jià)格在一定程度上不能適應(yīng)國(guó)內(nèi)國(guó)情，因此，怎樣在改進(jìn)國(guó)內(nèi)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)提高過(guò)濾效率的基礎(chǔ)上，提高生產(chǎn)工藝，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合，研究和生產(chǎn)達(dá)到國(guó)外產(chǎn)品水準(zhǔn)和適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的過(guò)濾器是未來(lái)研究的重要任務(wù)之一。
4結(jié)語(yǔ)
總之，滴灌過(guò)濾裝置的最終目的是有效地去除雜質(zhì)防止灌水器堵塞。因此，需要通過(guò)行之有效的方法提高過(guò)濾效率，同時(shí)為保障系統(tǒng)合理運(yùn)行，優(yōu)化結(jié)構(gòu)、節(jié)水節(jié)能、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化也一直是過(guò)濾器研究研發(fā)的重要內(nèi)容。因此，應(yīng)該綜合運(yùn)用理論、試驗(yàn)?zāi)M等手段對(duì)不同種類過(guò)濾器深入研究，同時(shí)對(duì)接生產(chǎn)實(shí)際，因地制宜地選用過(guò)濾裝置。
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