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原文传递挖泥船环保绞刀结构与性能优化

论文题名：	挖泥船环保绞刀结构与性能优化
关键词：	挖泥船;环保绞刀;仿真计算;网格划分
摘要：	保护环境和节约资源作为我国社会主义经济发展的基本国策，要求我们在经济发展进程中必须以环保、节能为主要目的。以环保为基础的新型环保疏浚工程已经成为疏浚工程中越发重要的项目。环保疏浚工程包含环保疏浚技术、环保疏浚设备以及环保疏浚管理方式。本文结合研究室所开展的疏浚船舶动力匹配的研究，根据绞吸式挖泥船环保绞刀的工作特性，对常用环保绞刀中防护罩装置的结构以及绞刀转速对流场的影响进行分析研究。　　结合相关文献资料以及实船数据建立了环保绞刀数学模型，根据工程实际特点，针对环保绞刀在流场中液体压力对流场的影响，利用正交表法对绞刀吸口速度、绞刀转速、防护罩尺寸这三项变量进行分析，最终确定合适的研究变量参数为绞刀转速与防护罩尺寸。依据经验公式法对现有的挖泥船环保绞刀的参数，进行计算，并在Pro/E软件中建立不同防护罩尺寸的环保绞刀装置模型。　　在ICEM-CFD中对所建好的环保绞刀装置模型进行网格划分，在网格划分中根据所研究对象进行局部加密处理，经过多次尝试，确定好合适的模型网格。网格划分中本模型共有个4836641个单元数，880813个节点数。网格质量符合计算要求。　　在 CFD中对所建环保绞刀装置模型仿真计算，通过确定绞刀防护罩内边缘液体压力与理论计算相对比验证之前确定参数变量的正确性。并通过之间误差确定计算结果是否有效。通过对比不同转速下平面速度矢量图以及平面压力分布图，认为在得出在绞刀低速、中速和高速旋转时采用1000mm防护罩大圆直径的防护罩比1250mm、1500mm效果明显，流场稳定，适合实际工作情况。在1000mm防护罩下，对比三种不同转速发现在中速即绞刀的转速（ωp）为40 r/min时，绞刀外防护罩内流场负压范围比例较大，保护罩内的流体流动流畅，流体质点整体流向吸泥口，罩外的流体质点分布均匀。但是在1000mm防护罩下，流体对绞刀、防护罩产生的压力较大，对绞刀强度以及防护罩的强度要求较高。
作者：	王树鹏
专业：	轮机工程
导师：	范世东
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文