我國是農業大國，農業用水總量約占全國用水總量的 70%，作為人類社會不可替代的重要資源，水在農業灌溉中起著舉足輕重的作用。但由于水資源短缺，農業用水供需矛盾十分突出。一方面，隨著人民生活水平的提高、工業和城市的發展，城市用水量急劇增加，農業用水被大量擠占，加劇了我國農業水資源的供需矛盾。我國農業用水效率十分低下的主要原因是農業灌溉方式不夠合理，造成了水資源的嚴重浪費，從而加劇了水資源的短缺局面。為了緩解目前農業用水的緊張狀況，并逐步適應農業對自動化、機械化和規模化的發展要求，*終實現我國農業的可持續發展，當務之急是發展先進的節水灌溉技術。 微灌工程中常用的過濾器有淺層砂過濾器、水力旋流器、網式過濾器和疊片式過濾器等 4 種。目前，市場上的微灌過濾器主要被國外的一些知名品牌所壟斷，如 LEGO 公司、NETAFIM公司、RAINBIRD 公司和 TORO 公司。為了改變這種被動局面，研制可靠性好、價格低，并適用于我國微灌實踐的過濾器是當務之急。
? ?我國國內對微灌過濾器水力性能進行研究的學者比較多，并取得了許多顯著成果（孫新忠，2006；劉煥芳等，2012）。到目前為止，國內對于微灌過濾器的研究以試驗為主，研究內容主要是過濾器壓力與流量的關系。
? ?在微灌過濾器的研制方面，楊萬龍等（2005）研制出了一種過濾時水頭損失較小，反沖洗時進水壓力低，而且反沖洗效果良好的疊片式自動反沖洗過濾器，因而有比較好的推廣應用前景。李亞雄等（2005）研制了一種適用于河水或渠水的網式過濾器，并能夠在不中斷過濾的情況下完成自動清洗濾網的任務，從而明顯提高了過濾效率。孟劍等（2006）以試驗為基礎，對全自動反沖洗過濾器的水力驅動系統、過濾器結構與控制系統進行了設計改造．研制出了一種微灌全自動反沖洗過濾器。榮劍波等（2007）研制了一種由水力為驅動動力的臥式自清洗過濾器，即該過濾器只需水力驅動即可以完成自動清洗過程。李光永等（2002）研制了一種網式過濾器，該過濾器利用水流反作用力對過濾所產生的污物進行吸附，從而達到完全自動反沖洗的目的。申麗萍等（2010）在達西公式的基礎上，建立了自清洗過濾器濾料和過濾時由污物形成的濾餅所產生的壓降的模型，并完成了過濾器自動控制系統的設計。肖新棉等（2005，2008）在濾管直徑確定的情況下，探討了疊片式砂過濾器的**疊片數，并繪制了過濾器的水力性能曲線，擬合了過濾過程水頭損失經驗公式。葉成恒等（2010）對滴灌工程中常用的離心式過濾器與網式過濾器進行組合，并將離心式過濾器與疊片式過濾器進行組合，對組合式過濾系統的水力性能及其對泥沙的過濾效果進行了分析。梁菊蓉等（2011）指出在進行渾水過濾時，網式過濾器的過水面積設計偏大些比較合適，并指出濾網過濾器在過濾過程中決定堵塞程度的因素。
? ?在砂過濾器研究方面，張建鋒等（2003）開展了示蹤劑試驗，提出了濾層過濾阻力計算方法，采用該方法計算得到濾層內絮體的體積比截留量，結果顯示，過濾水頭損失梯度的變化僅與濾層截留的絮體體積有關，而與濾層厚度等其它因素基本無關。馮俊杰等（2007）設計出以水壓為驅動力的反沖洗閥，提出了驅動壓力的計算方法，利用該方法對反沖洗驅動力進行了校核。翟國亮等（翟國亮，陳剛等，2007；翟國亮，馮俊杰等，2007）通過開展微灌石英砂濾層的過濾和反沖洗試驗，分析了過濾出水濁度隨過濾時間的變化規律，計算得出了濾層對水濁度的濾除比率。分析了 AFS—600 型雙罐全自動反沖洗過濾器過濾和反沖洗條件下壓力與流量之間的關系，測定了反沖洗時間和反沖洗周期等主要參數，提出了反沖洗時壓降比率的概念和計算方法。鄧忠等（2008）分別在過濾和反沖洗條件下，對石英砂過濾器泥沙出水濁度、出水粒徑級配隨時間的變化規律進行了測量與分析。翟國亮等（2010）開展了均質石英砂濾層過濾粉煤灰水的模型試驗，得出以濁度指標來判斷過濾和反沖洗效果不夠科學。趙紅書等（2010）通過對已堵塞灌水器的分析，確定了過濾時水中雜質顆粒的粒徑標準，分析了不同粒徑、過濾速度、濾層厚度和濁度等因素對濁度去除率、濾后水中雜質顆粒粒徑和濾層的水頭損失的影響，并對已堵塞的濾層開展了反沖洗試驗研究。張文正等（2013）對石英砂濾層的過濾和在反沖洗水中加氣的反沖洗效果進行了相關性研究。
? ?在微灌過濾器水力性能和自清洗研究方面，劉煥芳等（2005，2006）發現網式過濾器過濾水流在旋流條件下，堵塞程度可大大減小，并使大部分雜質顆粒沉積在過濾器底部，便于在不停機的情況下實現間斷集中排污。分析了網式過濾器在含沙水條件下濾網的堵塞對過濾器局部水頭損失的影響，提出了計算局部水頭損失的經驗關系式。鄭鐵剛等（2008a，2008b）對微灌過濾器的適用條件進行了分析，得出了過濾器水頭損失與過濾流量的相關關系，擬合了自動吸附自動清洗的網式過濾器水頭損失計算公式。鄭鐵剛等（2010）還對過濾器排污系統的水力參數進行分析，得出排污系統中吸沙組件對污物的吸附力的計算公式。宗全利等（2010）以水力旋噴自動吸附系統為核心部件，設計提出一種微灌用網式新型自清洗過濾器，通過理論計算和試驗測量相結合的方法，得到過濾器濾網直徑、濾網長度和水頭損失與設計流量之間的定量關系。劉煥芳等（2010）分析了自吸網式過濾器過濾時間的變化規律和自清洗時間的影響因素，結果表明，在保持其它因素固定的條件下，自清洗時間與進水含沙量呈反比關系。駱秀萍等（2011）對微灌自清洗網式過濾器進行了清水和渾水水力性能試驗，結果表明，在過濾流量較小時，過濾器水頭損失變化幅度較小；當流量較大時,隨著流量的增大，過濾水頭損失增加較快，并確定自清洗網式過濾器清潔壓降隨流量的變化關系式。駱秀萍等（2012）還開展了過濾器吸沙組件相對入流面積對排污流量系數影響的試驗研究，得出排污流量計算公式，發現過濾器排污流量由流量系數決定。劉飛等（2011）對自清洗網式過濾器的水頭損失、**預設壓差值和**排污時間等水力性能參數進行了研究，對其結構進行了優化組合，從推導出了不同目數濾網清潔壓降的理論公式，通過渾水過濾試驗，推導出了濾網**排污時間的計算公式，并對過濾裝置和自清洗驅動裝置進行了優化組合。劉飛等（2013）還推導出自清洗網式過濾器清潔壓降的表達式，得出了排污口含沙量隨排污時間的變化規律，確定了過濾器的**理論排污時間段。
? ?在微灌過濾器的數值模擬方面，王柏秋等（2006）采用計算流體力學軟件 Fluent 6.1 對水介質水力旋流器內部流場進行了數值模擬，并研究了旋流器內的速度分布、壓力分布。蘇發章等（2008）利用計算流體力學軟件對旋流式固液分離器內固液兩相流場進行三維數值模擬，通過改變分離器進口、溢流口形狀與尺寸、圓錐體與分離柱高度的比值等,尋求分布合理的內流場。王棟蕾等（2011）運用Fluent 計算流體動力學軟件，根據吸管流速相對方差與相對極差的計算結果,通過改變排污管、吸管部位的直徑，使各個吸管的流量基本保持一致，達到吸污均勻目的，并對自清洗結構進行流場分析，得出了速度矢量分布圖。宗全利等（2013）采用 Fluent(6.3)軟件，建立了過濾器內部流場的數學模型和自清洗系統的動網格模型，對自清洗網式過濾器內部水流結構和特性進行了全流場數值模擬，模擬壓降與實測壓降能夠較好地吻合，在此基礎上, 得到了水流流速、紊動能和壓力的分布規律, 通過對流場內流速、湍動能和壓力分布的分析，指出了過濾器自清洗系統的不足之處。宋輝智等（2012）通過改變滴灌系統旋流式過濾器的溢流管插入深度及圓柱段高度，分別進行試驗及利用 Fluent 數值計算軟件進行數值模擬，證明了利用 Fluent 流體力學計算軟件對旋流式過濾器內部流場進行模擬的可行性。羅力等（2012）利用計算流體力學技術，選用 SSG-RSM（Special Sarkar Gatski Reynolds Stress Equation Model）湍流模型對設計的水力旋流器內的流動狀態進行計算，模擬了不同液相粘度、不同顆粒濃度、不同顆粒粒徑下水力旋流器內的流場特征，預測了其在不同物性參數介質下工作的分離性能。李振成等（2013）發現離心篩網一體式微灌過濾系統和離心篩網組合式微灌過濾系統濾砂原理相同，但砂粒的運移規律卻不同，據此提出了降低篩網過濾器高度、提高出水管口位置的優化結構思路。王新坤等（2013）以進口直徑為 50mm 的阿速德普通微灌網式過濾器為研究對象，利用 Pro/E 軟件完成過濾器的三維造型，基于計算流體動力學軟件 Fluent 6.3，采用多孔介質模型對過濾器內部流場進行數值模擬，得到了過濾器內部的速度分布和水力特性，并將數值模擬計算結果與試驗結果對比，證實了數值模擬的可行性。付全榮等（2013）采用計算流體力學技術，選用 RSM （Reynolds Stress EquationModel）湍流模型對固—液水力旋流器中水細煤粉兩相的三維流場進行了數值模擬研究，給出了旋流器內壓降分布和切向速度分布。劉文娟（2014）對砂過濾器過濾和反沖洗進行了數值模擬。
