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挖泥船泥沙输送动态特性研究

作　者: 王海荣
导　师: 何炎平
学　校: 上海交通大学
专　业: 船舶与海洋工程
关键词: 泥泵泥浆输送动态特性串联固液两相流
分类号: U674.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

中国江河湖泊多,泥沙淤积问题严重,大量淤积的泥沙使得河湖的行船、蓄洪能力下降,对人民的生命财产造成威胁,对长江黄河等水域进行清淤疏浚已成为长期和艰巨的任务。在河湖疏浚及港口航道建设工程中,广泛应用绞吸式和耙吸式挖泥船。这些类水力式挖泥船,均采用泥泵、管道输送泥沙。泥沙输送过程动态特性直接关系到挖泥船作业的效率和经济性,因而受到疏浚界的广泛关注。本文研究了泥沙输送管道阻力计算模型、泥泵特性、泥泵驱动机特性、机泵匹配特性和工作点计算方法,利用计算机Visual Basic编程语言,在对泥泵输运泥沙管道系统进行数学描述的基础上,进行了泥泵输运泥沙工况的仿真计算。针对不同土质特性,对泥泵串联输送泥沙进行了仿真计算,得到了泥泵转速、扬程、柴油机功率、泥泵入口压力、管道流速等一系列参数在某一工况下的运行值。本文工作有助于进一步认识泥沙输送过程,这为挖泥船安全高效运行和泥沙长距离输送提供了有益的参考依据。本论文的研究成果,特别是所编写的计算程序,可为大型挖泥船的设计和设备选型,以及疏浚工程中挖泥船高效、安全运行提供依据,这将对国内疏浚技术的基础研究及疏浚业的发展具有比较重要的意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 疏浚业发展概况  10-15
    1.1.1 疏浚的作用  10
    1.1.2 疏浚技术的应用  10-11
    1.1.3 疏浚的种类  11-12
    1.1.4 疏浚的设备  12-14
    1.1.5 疏浚业概况  14
    1.1.6 中国疏浚业的发展  14-15
  1.2 泥沙输送及其动态特性仿真的意义  15-17
    1.2.1 疏浚物输移方式  15
    1.2.2 管道水力输送技术  15-16
    1.2.3 泥泵及管道输送泥沙仿真的意义  16-17
  1.3 本文工作及结构  17-18
第二章管路阻力损失  18-45
  2.1 浆体及物料的物理性质  18-25
  2.2 管道内浆体流动的阻力特性  25-30
  2.3 阻力特性的影响因素  30-35
  2.4 管道阻力计算模型  35-41
    2.4.1 基本理论  35-37
    2.4.2 水平管道阻力计算模型  37-39
    2.4.3 倾斜垂直管道阻力计算模型  39-40
    2.4.4 局部阻力计算模型  40-41
  2.5 总的阻力损失计算  41-43
  2.6 仿真实例  43-44
  2.7 本章小结  44-45
第三章泥泵特性  45-63
  3.1 固液两相流泵  45-48
    3.1.1 固液两相流泵概况  45-46
    3.1.2 固液两相流泵国内外研究概况  46-48
  3.2 泥泵主要工作参数  48-50
  3.3 相似原理应用  50-51
  3.4 离心泵的性能曲线  51-58
    3.4.1 离心泵的清水工作特性曲线  51-57
    3.4.2 离心泵的泥浆工作特性曲线  57-58
  3.5 汽蚀限制  58-60
    3.5.1 汽蚀现象  58
    3.5.2 影响泥泵汽蚀的因素  58-60
  3.6 仿真实例  60-62
  3.7 本章小结  62-63
第四章泵驱动机  63-69
  4.1 原动机  63-67
    4.1.1 发动机  63-65
    4.1.2 电动机与电动机控制  65-67
  4.2 变速装置  67-68
  4.3 动力传递装置  68
  4.4 本章小节  68-69
第五章泥泵与原动机的匹配  69-75
  5.1 泥泵性能  69-70
  5.2 原动机的性能  70-72
    5.2.1 柴油机  70-71
    5.2.2 电动机  71-72
  5.3 原动机对泥泵特性的影响  72-73
    5.3.1 恒功率线方程  72
    5.3.2 恒转矩线方程  72-73
    5.3.3 变转矩线方程  73
  5.4 泥泵功率和原动机功率匹配  73-74
  5.5 仿真实例  74
  5.6 本章小结  74-75
第六章工作点  75-88
  6.1 泥泵小时产量的计算  75-76
  6.2 泵的串联  76-79
  6.3 计算泥泵的工作点  79-85
    6.3.1 泥泵工况点  79-83
    6.3.2 浆体临界流速限制  83-85
  6.4 计算泥泵的工作压力  85-87
  6.5 本章小节  87-88
第七章结束语  88-89
参考文献  89-91
致谢  91-92
攻读硕士学位期间发表的论文  92

挖泥船泥沙输送动态特性研究

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