壓力管道排氣閥防阻塞過濾網(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%,因此對現(xiàn)有排氣閥進行局部改進,設(shè)計反沖洗過濾裝置,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。依托山東省煙臺市調(diào)水分中心“壓力管道排氣閥防阻塞系統(tǒng)試驗研究（220200008）”項目,利用Fluent對壓力管道氣液兩相瞬變流進行數(shù)值模擬研究,根據(jù)模擬結(jié)果設(shè)計保護排氣閥的反沖洗過濾裝置,將數(shù)值模擬與物理試驗對比結(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對壓力直管道和壓力T型管道進行瞬態(tài)充水過程數(shù)值模擬,并按照比例尺11:1進行比尺模型數(shù)值模擬,結(jié)果表明按照11:1比尺進行物理模型試驗是可行的,同時為物理模型試驗提供對比流型和壓力數(shù)據(jù),為反沖洗結(jié)構(gòu)的設(shè)計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)進行反沖洗過濾裝置的設(shè)計,進出水直徑為350mm,排污口直徑為250mm,過濾網(wǎng)直徑為330mm,過濾網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì),裝置外殼為鑄鋼材料等參數(shù);利用Fluent對過濾網(wǎng)的孔隙直徑5mm-10mm和濾網(wǎng)層厚3mm-8mm進行模擬計算,得到在模擬條件下,過濾網(wǎng)的層厚與壓強差成反比,過濾網(wǎng)的孔隙直徑與壓強差成反比。根據(jù)模擬結(jié)果最優(yōu)選擇孔隙直徑為10mm,過濾網(wǎng)層厚為5mm的過濾網(wǎng)。

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

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