农业机械学报

作者：喻黎明,徐洲,杨具瑞,范文波,李娜,龙俊

单位：昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,石河子大学,昆明理工大学,长沙理工大学,

关键词：Y型网式过滤器;水沙运动;CFD-DEM耦合;数值分析

基金：国家自然科学基金项目（51379024、51769009）和石河子大学高层次人才科研启动资金专项（RCZX201434）

过滤器内部的水沙运动复杂且多变，初始状态下沙粒分布的不均导致滤芯产生局部堵塞，改变了水流流态并进一步影响后续沙粒运动和分布。本文以CFD-DEM（Computational fluid dynamics, CFD；Discrete element method，DEM)耦合模拟Y型网式过滤器内部流场变化与沙粒运动及分布，直观地反映了滤芯对水流的流动阻力特性与对沙粒运动分布影响。结果表明，过滤器内部存在明显的回流区、旋涡区及滞流区，导致各过滤面流速不均，出口一侧流速大，进口一侧流速小，两者相差39%；随着时间的变化，过滤器内流场变化明显，沙粒堆积依次出现在出口侧下端面、出口侧上端面、进口侧下端面、进口侧上端面上，最终布满整个滤芯；在滤芯的4个过滤面中，出口侧上端面流速大而沙粒堆积最少，进口侧上端面流速小而沙粒堆积最多，由此可见出口侧上端面具有更好的过滤性能，可适当提高该处过水面积，以提高过滤器过滤效率。

来源：2018年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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