[发明专利]一种叠片过滤器性能的综合评价方法

摘要

本发明公开了属于农业滴灌技术领域的一种叠片过滤器性能的综合评价方法。首先确定叠片过滤器堵塞均匀度，其次以不同种叠片过滤器叠片结构参数为基础，通过线性函数拟合不同叠片过滤器堵塞均匀度ηu、周期拦沙量M以及拦截泥沙中值粒径d50；叠片结构参数包括叠片厚度d、片数n、流道长度l、流道数fn、外截面流道沟槽底角θ、外截面流道沟槽高h间的相关关系，并采用多元线性回归分析的方法建立回归方程及综合评价数学模型，叠片过滤器性能的综合评价值越小，则叠片过滤器的性能越好。可以通过叠片的结构尺寸参数快速、综合地对叠片过滤器进行性能评价，为选择合适的叠片过滤器产品作指导，具有一定的应用价值。

主权项

1.一种叠片过滤器性能的综合评价方法，其特征在于，包括：(1)确定叠片过滤器堵塞均匀度，通过对叠片过滤器水头损失随运行时间的动态变化规律可知，大多数叠片过滤器水头损失均表现出随系统运行先缓慢上升后线性激增的变化特征；参考国内水头损失达7m开始进行叠片过滤器反冲洗的指标和微灌工程中灌水均匀度指标：系统流量下降至初始流量的80％则认为系统堵塞；将叠片过滤器开始运行至水头损失达6～8m期间定义为过滤器稳定运行阶段t1，从水头损失达6～8m至流量下降至初始流量的80％时，即认为完全堵塞，停止运行，该期间定义为过滤器堵塞运行阶段t2；叠片过滤器的水头损失在t1阶段增长缓慢，在t2阶段呈现急剧增长态势；t2和t1阶段水头损失线性增长速率的相对大小在一定程度上可以反映过滤器堵塞运行阶段堵塞物在叠片流道内分布的均匀度；基于此，设叠片过滤器堵塞均匀度为ηu，由此定量描述稳定运行阶段与堵塞运行阶段叠片过滤器水头损失变化；定义t2时段水头损失随时间增长速率为k1，t1时段水头损失随时间增长速率为k1，k2、k1的比值即叠片过滤器堵塞均匀度，k2越接近k1，即ηu值越接近于1，堵塞物在叠片过滤器滤芯内的堵塞越均匀；(2)叠片过滤器性能综合评价，以不同种叠片过滤器叠片结构参数为基础，通过线性函数拟合不同叠片过滤器堵塞均匀度ηu、周期拦沙量M以及拦截泥沙中值粒径d50；叠片结构参数包括叠片厚度d、片数n、流道长度l、流道数fn、外截面流道沟槽底角θ、外截面流道沟槽高h间的相关关系，并采用多元线性回归分析的方法建立回归方程，如式(2)、(3)、(4)所示：ηu＝0.214×d‑0.0028×n‑0.205×l+0.0033×θ+0.3843×h+20.22   (2)M＝‑12.544×d+0.075×fn+4.669   (3)d50＝‑51.775×l‑0.792×θ+129.665×h+818.162   (4)根据单个评价指标的回归方程，采用直接加权法建立叠片过滤器过滤性能的统一目标函数P，如式(5)所示，P＝ω1×M+ω2×ηu+ω3×d50   (5)其中，ω1、ω2、ω3表示M、ηu和d50三个函数所对应的加权因子，ηu和d50以越小越好，M则越大越好；经计算得ω1＝0.00439，ω2＝1.248，ω3＝0.000695；则综合评价数学模型Q如式(6)所示，Q＝0.3221×d‑0.00349×n‑0.2918×l‑0.00033×fn+0.00357×θ+0.5697×h+25.783,   (6)，上述Q值为叠片过滤器性能的综合评价值，该值越小，则叠片过滤器的性能越好。