新型气动自清洗网式过滤器清洗组件结构的设计与优化

简介

作为微灌工程中应用最广泛的过滤器之一的自清洗网式过滤器是保证微灌系统正常运行的核心设备,现状自清洗网式过滤器清洗多为水质清洗,新疆每年的灌溉期都有1~2个月的洪水期,泥沙含量较大,利用水质作为清洗动力源由于耗水量大无法实现长时间的连续清洗,而采用空气作为清洗动力源能够解决连续清洗耗水的问题。而随着水资源的短缺日益加剧,新型气动自清洗网式过滤器的开发将是一种新的发展方向。提出了一种新型气动自清洗网式过滤器清洗结构的设计与产品开发思想,并基于开源计算流体力学软件OpenFOAM,采用simpleFoam方法,通过计算得出的不同时间节点速度、压力分布图,分析发现10~31 s时间段内的压力分布和流速分布趋于稳定,在进口端的0~50 mm段靠近上下两侧边壁处形成固定压力涡流,中间的压力主要指向进口端,速度分布由中间向上下两侧呈现由大到小的趋势;50~80 mm段则出现压力分布较低的现象,速度分布由中间向上下两侧呈现变化不确定的情况;计算分析结果表明,初始模型结构在进口端5~50 mm段靠近上下两侧边壁处存在压力涡流现象。通过在进口端5~100 mm处增加了渐变段的优化设计,结构优化的计算消除了初始结构模型中存在压力旋涡和压力分布不均的问题,并确定该优化的结构参数即为本次清洗结构的设计参数。