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盾构泥浆用除泥器设计及粒径控制实验研究
| 论文题名： | 盾构泥浆用除泥器设计及粒径控制实验研究 |
| 关键词： | 隧道施工;盾构泥水;除泥器;粒径控制;机械设计 |
| 摘要： | 随着地面交通日益拥堵，地下交通项目在很多城市纷纷开工建设，泥水平衡盾构技术因其对地层适应性好，施工效率高等优势被广泛使用，此技术中涉及到泥水处理合理处置问题是泥水平衡盾构施工过程中的重要环节。目前国内针对盾构泥浆处理问题的研究较少，而且大多是对现场施工经验的总结，缺少理论分析。 本文在广泛调研国内外盾构泥水处理方案的基础上，进行了泥水处理系统设计，其组成主要包括振动筛，除砂器、除泥器、卧螺式离心机、泥浆泵。系统首先对泥浆进行筛分去除大粒径颗粒，然后通过两级水力旋流器进行小颗粒去除和粒径控制的处理流程。 为了提高泥水分离效果，针对泥水分离系统中的核心装置除泥器，在常规设计的基础上，使用数值模拟的方法对除泥器内部流场和结构对处理性能的影响规律进行了研究。使用单因素优化的方法对除泥器进行了优化设计，优化设计后的除泥器对颗粒的分级能力有了较大的提升，相对于优化前其分级效率提高了12％。在切向入口水力旋流器设计的基础上进行了轴向入口水力旋流器的设计和数值模拟，模拟结果显示轴向入口水力旋流器具有更稳定的流场，更高的分离效率和更小的压降损失。 为了对旋流器分离性能进行进一步探究，使用设计的小处理量旋流器样机进行泥浆分离实验，旋流器对泥浆具有较好的分级效果并且入口流量的变化对旋流器分离性能有较大影响。另外针对泥浆循环过程中因细小颗粒大量累计造成泥浆劣化的问题，进行了碟式离心机应用于泥浆中细小颗粒分离的可行性实验研究，实验证明碟式离心机对泥浆具有较好的澄清效果，分离效率在90％以上。 本课题的研究为泥水分离系统的优化与效率提供了理论与实验依据，为实现盾构泥水的高效率分离提供一定的参考。 |
| 作者： | 杨长顺 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 周翠红;徐凌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京化工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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