壓力管道排氣閥防阻塞過(guò)濾網(wǎng)使用情況

南水北調(diào)水源水中雜質(zhì)復(fù)雜,在供水期間,因排氣閥內(nèi)雜物堵塞導(dǎo)致的維修總結(jié)情況分析約占整體故障率的80%,因此對(duì)現(xiàn)有排氣閥進(jìn)行局部改進(jìn),設(shè)計(jì)反沖洗過(guò)濾裝置,與排氣閥結(jié)合,應(yīng)用于壓力輸水管道,最大限度的減少雜物堵塞導(dǎo)致排氣閥故障。依托山東省煙臺(tái)市調(diào)水分中心“壓力管道排氣閥防阻塞系統(tǒng)試驗(yàn)研究（220200008）”項(xiàng)目,利用Fluent對(duì)壓力管道氣液兩相瞬變流進(jìn)行數(shù)值模擬研究,根據(jù)模擬結(jié)果設(shè)計(jì)保護(hù)排氣閥的反沖洗過(guò)濾裝置,將數(shù)值模擬與物理試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果,選擇最優(yōu)反沖洗結(jié)構(gòu)裝置。

主要結(jié)論如下:（1）利用Fluent對(duì)壓力直管道和壓力T型管道進(jìn)行瞬態(tài)充水過(guò)程數(shù)值模擬,并按照比例尺11:1進(jìn)行比尺模型數(shù)值模擬,結(jié)果表明按照11:1比尺進(jìn)行物理模型試驗(yàn)是可行的,同時(shí)為物理模型試驗(yàn)提供對(duì)比流型和壓力數(shù)據(jù),為反沖洗結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供排氣量和壓力等數(shù)據(jù)。

（2）根據(jù)排氣量以及壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行反沖洗過(guò)濾裝置的設(shè)計(jì),進(jìn)出水直徑為350mm,排污口直徑為250mm,過(guò)濾網(wǎng)直徑為330mm,過(guò)濾網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì),裝置外殼為鑄鋼材料等參數(shù);利用Fluent對(duì)過(guò)濾網(wǎng)的孔隙直徑5mm-10mm和濾網(wǎng)層厚3mm-8mm進(jìn)行模擬計(jì)算,得到在模擬條件下,過(guò)濾網(wǎng)的層厚與壓強(qiáng)差成反比,過(guò)濾網(wǎng)的孔隙直徑與壓強(qiáng)差成反比。根據(jù)模擬結(jié)果最優(yōu)選擇孔隙直徑為10mm,過(guò)濾網(wǎng)層厚為5mm的過(guò)濾網(wǎng)。

（3）利用Fluent對(duì)沖孔板式、弧形式和籃式三種網(wǎng)型的反沖洗過(guò)濾裝置進(jìn)行充水過(guò)濾過(guò)程和反沖洗過(guò)程模擬計(jì)算,得到弧形式反沖洗過(guò)濾裝置是最優(yōu)結(jié)構(gòu),過(guò)濾效果為100%,過(guò)濾時(shí)裝置內(nèi)部壓強(qiáng)最大為0.9MPa,反沖洗效果為100%,沖洗時(shí)裝置內(nèi)部壓強(qiáng)最大為0.7MPa。

（4）建立壓力管道物理模型,試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比顯示壓力擬合差均在1.5%范圍內(nèi);建立反沖洗過(guò)濾裝置的物理模型,三種裝置的過(guò)濾效果達(dá)到了 100%,反沖洗效果達(dá)到了 100%,數(shù)值模擬與試驗(yàn)時(shí)間誤差在1.5%范圍內(nèi)。根據(jù)結(jié)果,最優(yōu)選擇弧形式反沖洗過(guò)濾結(jié)構(gòu)裝置。