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疏浚船加气减阻装置结构优化与特性参数研究
| 论文题名： | 疏浚船加气减阻装置结构优化与特性参数研究 |
| 关键词： | 疏浚船;加气减阻装置;结构优化;特性参数 |
| 摘要： | 绞吸式挖泥船在中国的港口建设、航道疏浚等地方都得到了广泛的应用。挖泥船所挖的泥沙等物质通常是通过管道来进行长距离输送。由于泥浆粘性系数大，管道输送存在运输能耗大、排送距离短、且容易造成堵塞等问题。倘若在输送管道中加入空气，使空气能在管壁至管道中心形成一定的梯度分布，并保持这个状态流动，则可以减少流阻，提高泥浆输送效率。射流管以及螺旋加气助送装置都没有机械构件，而且不耗能，维护成本低。在能形成较好的混合流体的前提下，则这两种加气装置具有很好的应用前景。 文中的研究对象是，空气进入管道后，泥浆和气体在管道内的分布情况。利用PRO/Engineer建立不同结构参数下的模型，导入到ICEM进行网格划分，通过CFX进行数值仿真，分别对射流管、螺旋加气助送装置的混合效果进行研究，分析影响加气助送装置的结构装置混合效果的关键参数，得出最佳结构参数。主要研究工作有: (1)得到射流泵结构参数设定和空气、泥浆混合效果之间的关系。利用文献的数值计算或实验结果初步计算射流管的部分结构参数，结合试验台的泥浆的实验条件，通过对不同结构参数下的射流管模型进行数值仿真，分析流体在射流管内部及流出射流管泥浆和空气的流速分布、压力分布等。本文重点考虑吸入室直径、喉嘴距、混合管长度三个参数，通过比对不同模型的仿真结果，分析影响射流管混合效果的关键结构参数。 (2)提出了在泥浆体积分数40％条件下，螺旋加气装置的最优结构参数。查阅相关资料，建立螺旋加气助送装置模型。利用软件进行仿真，分析空气和泥浆在螺旋加气助送装置内部就输送管道上的压力分布、流速分布、流向分布等。考虑气道到挡板距离、螺旋通道长度，螺距三个参数，通过对比不同模型间的仿真结果，得出影响螺旋加气装置的关键结构参数。 (3)螺旋加气助送装置的“助送”效果优于射流管。在相同的加气量、加气压力、泥浆浓度等边界条件下，比较最佳结构参数下的射流管和螺旋加气装置的最终混合效果，比对了两种加气助送装置的混合效果，分析了产生不同混合效果的原因，并得出了具有最佳加气助送效果的装置的结构参数。 |
| 作者： | 蔡勇 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 姚玉南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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