絞吸式挖泥船輸送管道流態(tài)分析與研究.pdf

1、本論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金《絞吸式挖泥船加氣輸送機(jī)理及系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方法研究》課題，開展關(guān)于絞吸式挖泥船輸送管道的流態(tài)分析與研究。
　　 絞吸式挖泥船疏浚作業(yè)在航道整治、港口建設(shè)、湖泊清淤、和吹填造地等工程中應(yīng)用廣泛并發(fā)揮著重大作用。在疏浚施工過程中，疏浚泥漿經(jīng)過長(zhǎng)距離輸泥管道從挖掘水域排放至泥漿存放點(diǎn)，疏浚泥漿具有成份復(fù)雜、濃度高和顆粒不均的特點(diǎn)，因此阻力大、能耗高、堵塞管道和排泥距離受限等問題在長(zhǎng)距離輸送的過程中普遍存在，并嚴(yán)

2、重影響著疏浚挖泥船的生產(chǎn)效率、作業(yè)范圍和生產(chǎn)成本。解決這些問題的關(guān)鍵就是如何利用管道助推技術(shù)減小阻力，延長(zhǎng)輸送距離，同時(shí)還能減少管道磨損。
　　 本文以直徑為50mm的輸送管道為研究對(duì)象，以多相流理論為依據(jù)，通過理論分析、彎管內(nèi)流場(chǎng)CFD模擬來(lái)開展絞吸式挖泥船輸泥管道的阻力特性研究，主要的研究工作如下:
　　 (1)分析管道輸泥過程中氣水固三相流動(dòng)的基本參數(shù)，找出泥漿在管內(nèi)輸送時(shí)產(chǎn)生阻力的原因及應(yīng)用較廣泛的減阻方式，并解

3、釋加氣輸送的減阻機(jī)理。
　　 (2)通過gambit網(wǎng)格劃分軟件分別建立50mm直徑的90°、120°和150°三維彎管模型，劃分網(wǎng)格并對(duì)流場(chǎng)復(fù)雜的彎管段進(jìn)行網(wǎng)格加密。利用FLUENT對(duì)所建彎管模型進(jìn)行不同工況的仿真分析，得到壓力、速度、流動(dòng)軌跡分布圖，找到阻力損失的原因和彎管關(guān)鍵部位損害的位置;計(jì)算并對(duì)比不同流速的彎管局部損失，找到最佳流速。
　　 (3)依據(jù)正交試驗(yàn)原理，結(jié)合試驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)加氣和不加氣的兩組試驗(yàn)方案，按