全自動濾水器（自動排污濾水器）過濾時間計算？ 

      全自動濾水器（自動排污濾水器）過濾時間計算？通過對型號為8GWZ-200的臥式自清洗全自動濾水器排污時間進行試驗,獲得了4種流量
(220 ,200,180,160 m'/h)6種含沙量(0.006 ,0.013,0. 015,0. 018,0. 027 ,0.063 kg/m')這2種
條件下排污口含沙量隨排污時間變化的試驗結果.分別分析了相同流量不同含沙量以及相同含
沙量不同流量條件下,排污口含沙量隨排污時間的變化規律，結果表明:排污口含沙量均隨排污
時間先增大后減小,后趨于穩定,進而得到排污時間的小值應為14s.根據質量守恒建立了
排污時間的計算方法,并根據試驗結果，對排污時間進行了計算,結果表明:計算得到的全自動濾水器
排污時間為15~47s。結合排污時間試驗結果,終確定臥式自清洗全自動濾水器排污時間為15~30
s.該結果與已有全自動濾水器試驗結果和實際工程運行結果均一致,完全可以用于實際工程中臥式自
清洗網式全自動濾水器（自動排污濾水器）排污時間的確定。
      從傳統的粗放型灌溉農業向節水高效的現代
農業轉變,已成為我國農業用水的基本戰略和必經
之路,對于高效節水關鍵一個環節就是微灌系
統,而能夠保證該系統正常運行重要的設備就是
全自動濾水器（自動排污濾水器）,研究出綜合性能更好的全自動濾水器一直是國內
外學者努力的方向=網式全自動濾水器在微灌系統中.
應用為普遍,其中臥式全自動濾水器（自動排污濾水器）具有安
裝、維護方便,成本低等優點,傳統的全自動濾水器在使用
時存在自動化程度較低,壓力損失較大,清洗時還
需人工清除濾渣等不足,而臥式全自動濾水器（自動排污濾水器）
不但具有一般自清洗全自動濾水器的自動排污等特點,而
且還具有體積小，安裝、維修方便等優點，因此臥式
自清洗網式臥式全自動濾水器www.hzstadt.com將是今后發展趨勢之一.對于現階段全自動濾水器研究而言,其結構和水力性能成為國內
外的主要研究方向,通過分析過濾
層水流的水頭損失變化。
      總結出了影響其水頭損失
變化的因素,并推求出其水力學公式;通
過對不同堵塞情況下全自動濾水器濾網的研究,得到了局
部水頭損失系數的經驗公式；研究了微
灌用疊片式砂全自動濾水器性能，進行了大量的水力性能
測試和反沖洗抗堵塞性能試驗以及對比試驗;對自清洗網式過
濾器水頭損失排污壓差等水力性能進行了試驗研
究.以微灌網式全自動濾水器為主要研究對
象,對臥式全自動濾水器內部流速分布和水力特性等進行了數
值模擬,并對臥式全自動濾水器進行了結構優化等.國外主要
針對污水滴灌條件下,結合量綱分析和試驗等方法
對各種類型全自動濾水器水頭損失進行了研究,但對
自清洗全自動濾水器排污時間研究很少.
排污時間是評價全自動濾水器自清洗效果好壞的
直接參數,其大小的確定對于排污流量、網面清洗
效果等有直接聯系，國內對全自動濾水器排污時間的研究
成果較少。
      針對立
式自清洗全自動濾水器對排污時間進行了研究,使用目數
為80的自清洗網式全自動濾水器,通過改變5個不同預設
壓差值及6個不同進水含沙量(S =0.070, 0.081,
0.098,0.149,0, 158 ,0.182 kg/m )對應的3個不同
流量(Q =220,200,180 m'/h)條件下的試驗研究,
確定排污的佳時間范圍為20~30 s.由于臥式自
清洗網式全自動濾水器目前在國內應用較少,其技術參數
多參考立式全自動濾水器研究結果,但一些運行關鍵參
數,如:水頭損失、排污壓差、排污時間等均需門.
研究,為此文中將同樣使用目數為80的自清洗網式
全自動濾水器,通過改變6種不同進水含沙量(S=0.006,.
0.013 ,0. 015 ,0.018 ,0.027 ,0.063 kg/m' )以及相應
4種不同流量(Q =220 ,200,180, 160 m'/h)的條件
下對臥式全自動濾水器（自動排污濾水器）的排污時間加以探討,
結合試驗結果確定臥式全自動濾水器（自動排污濾水器）排污時
間,并給出相應的計算公式。
1
結構及工作原理
臥式全自動濾水器（自動排污濾水器）是由全自動濾水器簡體、過濾
芯、自動控制裝置、排污裝置等組成,如圖1所示。
      臥式全自動濾水器（自動排污濾水器）的工作原理:在過濾過
程中全自動濾水器的出水閥處于打開狀態,排污閥處于關
閉狀態。含沙水進人網式全自動濾水器的人口為進水口，
較大的顆粒雜質先被粗濾網芯濾掉,然后經過細
過濾網進口到達細濾網,從里向外通過濾網,比網
孔大的雜物則被攔截，細小顆粒雜質被細濾網濾除
后,通過出水口將其排出.全自動濾水器過濾過程中，雜質
逐漸在細濾網內層堆積,濾網的內側和外側就逐漸
形成了一個壓差.當達到預設壓差值后全自動濾水器開始
自動清洗過程.在該過程中排污閥打開,出水閥關
閉,反沖洗裝置在水流旋噴作用下旋轉并將水排
出排污管和過濾室內的壓力出現大幅下降，與此
同時在吸沙組件處形成負壓,細濾網內壁的泥沙被
吸嘴吸取,由排沙管經反沖洗裝置通過排污口排
出,一個完整的排污過程由此形成.當反沖洗裝置
中出現由排污管流人的水流時,吸沙組件被水流旋
噴作用帶動并進行旋轉,從而將整個濾網內表面清
洗干凈,清洗結束后排污口將關閉，整個清洗過程
濾器濾網內外壓力差達到過濾初始對應壓差值所
需要的時間,實際由于濾網表面的泥沙不可能全部
排出,一般定義一個泥沙排出百分數Pm,即將濾網
內表面泥沙排出Pm百分值后認為排污結束,此時
對應的濾網內外壓差也不再是初始壓差值,而是比
初始壓差略大。
      根據排出泥沙的質量守恒,可以
建立排污時間的關系式。
設全自動濾水器過濾時間to內濾網攔截的泥沙顆粒
總質量為
M=3600QSPr,
(1)
式中:M為泥沙總量,kg;Q為進水流量,m'/h;S為
進水含沙量,kg/m3;P為粒徑大于濾網網孔的泥沙
顆粒占總質量百分數;t為達到預設壓降時的過濾
時間,s.
在排污時間t,內排出泥沙總質量M�？梢员�
達為
M。=3600QpSp，
(2)
式中:M,為排出泥沙總量,kg;Q。為排污流量,m'/
h;S。為排污含沙量平均值,kg/m't。為排污時
間,s.
由排污時間定義及質量守恒定律可知,PM =
M,即由式(1)及式(2)可得:
QS
tp=
Q。sp
-PPt.
(3)
由式(3)可以看出,排污時間t,與進水流量Q、
進水含沙量S、過濾時間t成正比，與排污流量Qp、
排污含沙量S。成反比，此外還與粒徑大于網孔直徑
的泥沙顆粒占總質量百分數P以及濾網內表面泥
沙排出百分數P有關.
由圖4,5可知,全自動濾水器實際排污過程中，排污含
沙量隨著排污時間變化,因此用式(3)計算排污時
間t,時排污含沙量可以近似取排污過程中含沙量
的平均值.試驗濾網為80目網芯，孔徑為0.152
mm,由圖3可知粒徑大于0. 152 mm的沙占60%，
即P=60%.取P =0.85,即認為攔截85%的泥沙
顆�？梢员慌懦鋈�自動濾水器基本數據:過濾流量Q分
別為220 ,200, 180,160 m'/h,對應排污流量Q,分
別為90, 80,70 ,60 m'/h.將這些參數代人式(3)中
就可以計算得到各種情況下的排污時間值.
圖6為計算得到的排污時間與進水含沙量關系
曲線.從圖中可以看出,計算得到全自動濾水器排污時間t,
隨著進水含沙量S的增大而增大,這主要是因為進
水含沙量越大,相同過濾時間內進人全自動濾水器并被濾
網攔截的泥沙顆粒就會越多,而需要排出的泥沙顆
粒也越多，對應需求的排污時間也會越長。
      另外從圖6中還可以看出,計算得到全自動濾水器排
污時間t,為15~47s,若取均值則為30 s.而通過圖
4,5確定,全自動濾水器排污時間小值為14~16s,取均
值為15s,所以后可以確定全自動濾水器排污時間為15
~30s.根據新疆生產建設兵團農八師全自動濾水器實際
運行原型觀測結果,為了保證將濾網截留的泥沙顆
粒徹底排出,排污時間一般設定較大為60 s1",18];
而國外一些自清洗網式全自動濾水器,如以色列生產的吸
污式自清洗全自動濾水器和刷(刮)式自清洗全自動濾水器的清
洗時間一般設定為20~30s,與文中計算結果基本
-致19);對于國內自清洗全自動濾水器,也通過試驗,對目數為80的立式自清洗網
式全自動濾水器,在進水含沙量S范圍為0.07~0.182 kg/
m' ,流量Q為220,200,180m'/h條件下,得到過濾
器佳排污時間為20~ 30s.綜上,文中所得到的臥
式自清洗網式全自動濾水器排污時間t,為15 ~30 s與其
他自清洗網式全自動濾水器試驗結果基本一致,也與實際
工程運行結果-致,完全可以用于實際工程中臥式
自清洗網式全自動濾水器排污時間的確定。
      1)分別針對流量Q為220 ,200 ,180,160m'/h,
進口含沙量S為0.006,0.013 ,0.015 ,0. 018 ,0.027,
0.063kg/m'條件下,臥式全自動濾水器（自動排污濾水器）排污
時間進行了試驗,獲得了4種流量.6種含沙量下排
污口含沙量隨排污時間的試驗結果。
     
2)根據試驗結果,分別分析了相同流量不同含
沙量以及相同含沙量不同流量條件下,排污口含沙
量隨排污時間的變化規律,結果表明:排污口含沙
量均隨排污時間先增大后減小,后趨于穩定,進
而得到排污時間的小值應為14s。
      3)根據質量守恒定律,建立了排污時間的計算
公式;并根據試驗結果，對全自動濾水器排污時間進行了
計算，結果表明:計算得到的全自動濾水器排污時間為15
~47s,若取均值則為30s;結合排污時間試驗結
果,終確定臥式自清洗全自動濾水器排污時間為15~30
s.該結果與已有全自動濾水器試驗結果和實際工程運行結
果均一致,完全可以用于實際工程中臥式全自動濾水器（自動排污濾水器）排污時間的確定。