疏浚船加氣減阻裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化與特性參數(shù)研究.pdf

1、絞吸式挖泥船在中國(guó)的港口建設(shè)、航道疏浚等地方都得到了廣泛的應(yīng)用。挖泥船所挖的泥沙等物質(zhì)通常是通過(guò)管道來(lái)進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送。由于泥漿粘性系數(shù)大，管道輸送存在運(yùn)輸能耗大、排送距離短、且容易造成堵塞等問(wèn)題。倘若在輸送管道中加入空氣，使空氣能在管壁至管道中心形成一定的梯度分布，并保持這個(gè)狀態(tài)流動(dòng)，則可以減少流阻，提高泥漿輸送效率。射流管以及螺旋加氣助送裝置都沒(méi)有機(jī)械構(gòu)件，而且不耗能，維護(hù)成本低。在能形成較好的混合流體的前提下，則這兩種加氣裝置具有很

2、好的應(yīng)用前景。
　　 文中的研究對(duì)象是，空氣進(jìn)入管道后，泥漿和氣體在管道內(nèi)的分布情況。利用PRO/Engineer建立不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的模型，導(dǎo)入到ICEM進(jìn)行網(wǎng)格劃分，通過(guò)CFX進(jìn)行數(shù)值仿真，分別對(duì)射流管、螺旋加氣助送裝置的混合效果進(jìn)行研究，分析影響加氣助送裝置的結(jié)構(gòu)裝置混合效果的關(guān)鍵參數(shù)，得出最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)。主要研究工作有:
　　 (1)得到射流泵結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定和空氣、泥漿混合效果之間的關(guān)系。利用文獻(xiàn)的數(shù)值計(jì)算或?qū)嶒?yàn)結(jié)果初

3、步計(jì)算射流管的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合試驗(yàn)臺(tái)的泥漿的實(shí)驗(yàn)條件，通過(guò)對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的射流管模型進(jìn)行數(shù)值仿真，分析流體在射流管內(nèi)部及流出射流管泥漿和空氣的流速分布、壓力分布等。本文重點(diǎn)考慮吸入室直徑、喉嘴距、混合管長(zhǎng)度三個(gè)參數(shù)，通過(guò)比對(duì)不同模型的仿真結(jié)果，分析影響射流管混合效果的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　 (2)提出了在泥漿體積分?jǐn)?shù)40％條件下，螺旋加氣裝置的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。查閱相關(guān)資料，建立螺旋加氣助送裝置模型。利用軟件進(jìn)行仿真，分析空氣和泥

4、漿在螺旋加氣助送裝置內(nèi)部就輸送管道上的壓力分布、流速分布、流向分布等?？紤]氣道到擋板距離、螺旋通道長(zhǎng)度，螺距三個(gè)參數(shù)，通過(guò)對(duì)比不同模型間的仿真結(jié)果，得出影響螺旋加氣裝置的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　 (3)螺旋加氣助送裝置的“助送”效果優(yōu)于射流管。在相同的加氣量、加氣壓力、泥漿濃度等邊界條件下，比較最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)下的射流管和螺旋加氣裝置的最終混合效果，比對(duì)了兩種加氣助送裝置的混合效果，分析了產(chǎn)生不同混合效果的原因，并得出了具有最佳加氣助送