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我国是一个干旱和半干旱地区占绝大多数国土面积的国家,随着人口的增长和经济社会的快速发展,我国水资源状况发生了重大变化。水资源短缺的矛盾充分暴露出来,在很多地区已经成为严重阻碍经济发展的主要问题,直接影响我国经济社会的可持续发展。要解决这些突出矛盾的一个重大举措就是大力推广节水灌溉技术,特别是对新疆乃至西北干旱地区,大力推广节水滴灌技术其意义更为深远和重大。滴灌所用各种水源都不同程度含有各种各样的杂质,为保证整个滴灌系统正常、安全、长期可靠的运行,对这些灌溉水源在进入系统前就必须进行必要的净化处理。因而,研制和开发高效、经济、可靠的过滤器系统是保障整个微(滴)灌系统的安全可靠运行的首要条件和必要保障,也是实现节水滴灌技术的前提。但传统的筛网过滤器具有清洗操作不便、流量小导致组成大型过滤站时配置过多,成本增加等缺点,不利于节水滴灌技术推广和应用。
论文以研制开发的直冲洗筛网过滤器为基础,提出了大流量直冲洗筛网过滤器的结构设计理论和方法,并开展了水力性能试验研究,主要研究内容如下:(1)对流量为80m3/h、工作压力为0.6MPa的大流量直冲洗筛网过滤器的结构和水力性能进行了详细的设计和计算,提出了过滤器的壳体、过滤元件等关键部件的具体设计方法。
(2)具体分析和探讨了过滤器的过滤过程、过滤技术及过滤机理,详细研究了大流量直冲洗筛网过滤器的过滤工程及过滤机理,为设计和研究大流量直冲洗筛网过滤器提供理论依据。
(3)以水利部SL/T68-94为标准,制定了详细的试验规范,建立了大流量直冲洗筛网过滤器水力性能试验装置,开展了系统的试验研究,包括静水耐压试验、负荷试验、内密封试验、过流能力试验等,详细分析和研究了过滤器的过流能力,并给出了过滤器的压降与流量变化规律,为产品设计和使用提供可靠的理论和试验依据。
论文的主要创新之处:提出了大流量直冲洗筛网过滤器的卧式结构型式和设计方法,改进了传统的结构型式,设计了直冲洗阀门,完全依靠过滤水源压力提供清洗动力,使待过滤的水源从筛网滤芯的内表面进入外表面,杂质被筛网截留,完成过滤过程,实现了清洗过程的不停机操作,与传统筛网过滤器的过滤过程完全相反,并具有通流能力强、压降损失小、配置数量少、操作维修方便、过滤精度容易控制、成本低等突出优点;给出了过滤器的详细设计过程和步骤及工程图纸,研究和分析了过滤器的过滤机理;提出并制定了具体的试验方案和试验方法,并依此开展了详细的水力性能试验研究。