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的港口建設、航道疏浚等地方都得到了廣泛的應用。挖泥船所挖的泥沙等物質(zhì)通常是通過管道來進行長距離輸送。由于泥漿粘性系數(shù)大，管道輸送存在運輸能耗大、排送距離短、且容易造成堵塞等問題。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，并保持這個狀態(tài)流動，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有機械構(gòu)件，而且不耗能，維護成本低。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、好的應用前景。
　　 文中的研究對象是，空氣進入管道后，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，導入到ICEM進行網(wǎng)格劃分，通過CFX進行數(shù)值仿真，分別對射流管、螺旋加氣助送裝置的混合效果進行研究，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)設定和空氣、泥漿混合效果之間的關(guān)系。利用文獻的數(shù)值計算或?qū)嶒灲Y(jié)果初

3、步計算射流管的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合試驗臺的泥漿的實驗條件，通過對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的射流管模型進行數(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。本文重點考慮吸入室直徑、喉嘴距、混合管長度三個參數(shù)，通過比對不同模型的仿真結(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數(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、螺旋通道長度，螺距三個參數(shù)，通過對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