基于PPR和NSGA-Ⅱ的泵前微压过滤器水力与过滤性能研究

作     者：陶洪飞 李琦 周洋 马合木江·艾合买提 李巧 姜有为 TAO Hongfei;LI Qi;ZHOU Yang;Mahemujiang·Aihemaiti;LI Qiao;JIANG Youwei

作者机构：新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052 新疆水利水电科学研究院乌鲁木齐830049 

出 版 物：《灌溉排水学报》 (Journal of Irrigation and Drainage)

年 卷 期：2024年第43卷第5期

页      面：30-37,78页

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52369013)。 

主　　题：过滤器 水头损失 模型 水力性能 过滤性能 

摘      要：【目的】探究泵前微压过滤器的性能。【方法】开展5组流量(2~8m^(3)/h)、5组含沙量(0.5~2.0g/L)、3组滤网过滤面积(1 105、1 582、2 060 cm^(2))和4组分水器型式(不加、1型、2型、3型)的物理模型试验,采用投影寻踪回归分析法(PPR)、多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),建立水头损失、截沙质量和总过滤效率的预测模型,探究各指标的影响因素排序,确定泵前微压过滤器的最佳运行工况。【结果】影响泵前微压过滤器水头损失的因素排序为进水流量?含沙量?滤网过滤面积;影响截沙质量的因素排序为含沙量?滤网过滤面积?进水流量;影响总过滤效率的因素排序为滤网过滤面积?含沙量?进水流量;以相对误差≤10%作为判定标准,建立的截沙质量和总过滤效率PPR预测模型合格率为100%,模型精度较高,但水头损失PPR预测模型合格率仅为70%,模型不可靠。本试验范围下泵前微压过滤器的最佳运行工况为:含沙量2 g/L、进水流量7 m^(3)/h、滤网过滤面积2 060 cm^(2)。【结论】PPR预测模型对截沙质量和总过滤效率的预测精度较高,对水头损失的预测误差较大,在后期可用量纲分析与多元回归相结合预测水头损失、截沙质量和总过滤效率。