长柄滤头水头损失之单独气反冲洗模拟

长柄滤头水头损失之单独气反冲洗模拟

      水头损失的定义是水流在运动过程中单位质量液体的机械能的损失。长柄滤头性能的好坏,水平高度是否等高严重影响着直接影响着过滤程序的正常运行。单独气反冲洗时，长柄滤头对水头损失应该怎么计算呢？会造成什么影响？今天，嵩鑫滤材就抛砖引玉，向大家谈谈单独气反冲洗时长柄滤头对水头损失的模拟试验和测算。

      模拟一个连通的等高测压管,滤柱内的水在气反冲洗以前是静止的。这时由于气压相同且无外力的因素,左侧与右侧侧压管内的水位是相同的。我们开始从滤柱下部送入空气，用气进行反冲洗来试验。这时会出砚左侧测压管里的水位低于右侧测压管的砚象。原因在哪里呢？这是由于在长柄滤头内部气液分部不均匀，液体的密度不同所导致的,使测压管水头差出现负值。出现这种情况时，便不能盲目的用测压管水头差来表示水头损失。

      当开始向滤柱下部送入空气时，空气先聚集在隔板下并形成气层，接着气层不断增厚，气层下面的水面不断下降，当水面降至长柄滤头滤杆上的小孔时，空气开始经小孔流入滤杆，并在小孔以上的滤杆中形成气液混合物，这时可以观察到左侧测压管中的水位突然下降，两测压管的水头位出现负值。负值的大小应该于滤头内空气排开的水柱高度相当。若空气流量较小，当流进隔板下配气室的气城量与经小孔流走的气流量相等时，水面便停止下降并稳定于一定位置，形成一个稳定的气层厚度。若空气流量很大.水面会一直下降到滤杆下部的缝隙处。这时，空气开使怪缝隙流入滤杆，并在缝隙以上的滤杆中形成气水混合液。这时左侧测压管中的水位又一次突然下降，使测压管水头差的负值显著增大。由此可见，当空气只经小孔流入滤杆时，水头差负值基本上与空气流量无关；当空气经缝隙流入滤杆时，水头差负值随空气流量增大而增大。

      模拟结果显示，长柄滤头左侧测压管水头表示配气室水的压力，其值在气反冲洗以前最大，气反冲洗以后减小。所以，刚开始向配气室送气时需要克服的压力最大，为最不利情况。因此，单独用气反冲洗时，送入滤池底部配气室的空气压力，只要不小于水静压力就可以了。为了滤池下部配气室内分布空气，要求气层有一定的厚度。事实上，气层厚度与空气流经小孔的水头损失有关。当水面处于稳定高度，这时小孔外面的空气压力与水面上的压力相同。由于小孔内外水体相连，根杨连通管原理，小孔内外空气压力差应等于小孔与水面的标高H,这正是空气流经小孔的水头损失。

      由此可见，当小孔流速较小时，两者近似直线关系；当小孔流速较大时，两者成抛物线关系。当送入的空气流量很大时，水面将降至长柄滤头下部的缝隙处，由于缝隙面积很大，能使大量空气流进滤杆，所以缝隙能对气层厚度起控制作用。这时，滤杆缝隙至小孔为气水混合液充满，其密度小于水，故小孔与水面的标高差将不再能表示水头损失。

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