長柄濾頭水頭損失之單獨氣反沖洗模擬

      水頭損失的定義是水流在運動過程中單位質量液體的機械能的損失。長柄濾頭性能的好壞,水平高度是否等高嚴重影響著直接影響著過濾程序的正常運行。單獨氣反沖洗時，長柄濾頭對水頭損失應該怎么計算呢？會造成什么影響？今天，嵩鑫濾材就拋磚引玉，向大家談談單獨氣反沖洗時長柄濾頭對水頭損失的模擬試驗和測算。

      模擬一個連通的等高測壓管,濾柱內的水在氣反沖洗以前是靜止的。這時由于氣壓相同且無外力的因素,左側與右側側壓管內的水位是相同的。我們開始從濾柱下部送入空氣，用氣進行反沖洗來試驗。這時會出硯左側測壓管里的水位低于右側測壓管的硯象。原因在哪里呢？這是由于在長柄濾頭內部氣液分部不均勻，液體的密度不同所導致的,使測壓管水頭差出現負值。出現這種情況時，便不能盲目的用測壓管水頭差來表示水頭損失。

      當開始向濾柱下部送入空氣時，空氣先聚集在隔板下并形成氣層，接著氣層不斷增厚，氣層下面的水面不斷下降，當水面降至長柄濾頭濾桿上的小孔時，空氣開始經小孔流入濾桿，并在小孔以上的濾桿中形成氣液混合物，這時可以觀察到左側測壓管中的水位突然下降，兩測壓管的水頭位出現負值。負值的大小應該于濾頭內空氣排開的水柱高度相當。若空氣流量較小，當流進隔板下配氣室的氣城量與經小孔流走的氣流量相等時，水面便停止下降并穩定于一定位置，形成一個穩定的氣層厚度。若空氣流量很大.水面會一直下降到濾桿下部的縫隙處。這時，空氣開使怪縫隙流入濾桿，并在縫隙以上的濾桿中形成氣水混合液。這時左側測壓管中的水位又一次突然下降，使測壓管水頭差的負值顯著增大。由此可見，當空氣只經小孔流入濾桿時，水頭差負值基本上與空氣流量無關；當空氣經縫隙流入濾桿時，水頭差負值隨空氣流量增大而增大。

      模擬結果顯示，長柄濾頭左側測壓管水頭表示配氣室水的壓力，其值在氣反沖洗以前最大，氣反沖洗以后減小。所以，剛開始向配氣室送氣時需要克服的壓力最大，為最不利情況。因此，單獨用氣反沖洗時，送入濾池底部配氣室的空氣壓力，只要不小于水靜壓力就可以了。為了濾池下部配氣室內分布空氣，要求氣層有一定的厚度。事實上，氣層厚度與空氣流經小孔的水頭損失有關。當水面處于穩定高度，這時小孔外面的空氣壓力與水面上的壓力相同。由于小孔內外水體相連，根楊連通管原理，小孔內外空氣壓力差應等于小孔與水面的標高H,這正是空氣流經小孔的水頭損失。

      由此可見，當小孔流速較小時，兩者近似直線關系；當小孔流速較大時，兩者成拋物線關系。當送入的空氣流量很大時，水面將降至長柄濾頭下部的縫隙處，由于縫隙面積很大，能使大量空氣流進濾桿，所以縫隙能對氣層厚度起控制作用。這時，濾桿縫隙至小孔為氣水混合液充滿，其密度小于水，故小孔與水面的標高差將不再能表示水頭損失。

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