绞吸挖泥船吸扬系统数字仿真匹配计算

针对绞吸式挖泥船吸扬系统匹配选型不佳和产量预测不准等问题,利用数字仿真建模技术重构绞吸挖泥船吸扬系统的镜像数字模型。针对不同的绞吸挖泥船,通过调整模型参数可求解得到与之相对应的各子系统数字模型。在绞刀及其驱动系统中定量分析了绞刀转速、横移速度和吸口流速与泥浆比重的关系;在泥泵与管路系统中根据相似定律构建了泥泵-管路模型,研究了不同土质和泥浆浓度对泥泵扬程的影响,并求解预测出不同管道流速下的施工最佳工况点。将仿真系统应用到实验室小型疏浚平台上进行试验验证,试验结果显示数字系统能准确预测施工动态参数和产量,并能提前为施工策略提供指导性建议。     

大型绞吸挖泥船泥泵封水系统设计

泥泵封水系统是关系到挖泥船泥泵能否正常工作和使用寿命长短的重要组成部分,需要根据大型绞吸挖泥船特点和要求,对其泥泵封水系统进行设计研究。文章将泥泵封水系统分为供水净化系统、封水泵及管路系统、封水泵控制系统三个主要部分,对每个部分进行了详细分析和设计研究,最后结合大型绞吸挖泥船特点和要求,设计出了适合大型绞吸挖泥船的泥泵封水系统。     

“浚江”船泥泵与短排距管路匹配分析

针对“浚江”小型绞吸挖泥船施工中，输泥管路较短、泥泵柴油机在额定转速工作时转速高和负荷高的问题，分析泥泵与标准管路输送清水时的匹配特性、泥泵与短排泥管路输送泥浆时的匹配特性。采用改进泥泵、管路工况条件的措施，达到泥泵与管路匹配的工况点，并对应用效果进行分析。结果表明,调整泥泵转速、使用小直径叶轮可充分发挥柴油机和泥泵的性能，保证工程的总体经济效益。     

大型绞吸挖泥船泥泵封水系统配置分析

为适应大型绞吸挖泥船泥泵系统长排距、高扬程的需求,多泥泵串联运行的应用使泥泵封水系统的压力越来越高,泥泵运行在不同工况时对封水系统的要求也不尽相同。文章以7800kW绞刀功率自航绞吸挖泥船为研究对象,分析其泥泵封水系统的配置及设计方案,以保障泥泵的安全有效运行。     

利用计算机设算绞吸式挖泥船施工工况

该文分析确认泥泵特性曲线和管路特性曲线均为二次方程曲线，介绍部分管路清水摩阻系数和将实测的泥泵特性曲线化算为很接近的二次方程式，提出对绞吸式挖泥船不同管径输送不同土质不同浓度可采用的施工流速，介绍利用计算机设算绞吸挖泥船施工工况的计算程序功能模块和工况设计模块的程序框图，并举例设算绘制一挖泥船施工工况的结果。     

挖泥船泥泵壳和泥泵衬板抗磨修复的研究与实践

黑龙江航道局佳木斯航道分局有"龙浚10"号和"龙浚17"号两艘大型绞吸式挖泥船,每年这两艘挖泥船都承担着繁重的挖泥疏浚任务.绞吸式挖泥船的泥泵壳和泥泵衬板是磨蚀最严重的过流部件,因此泥泵壳和衬板的磨蚀修复任务是十分艰巨的.如何提高泥泵壳和衬板的抗磨蚀性能,延长使用寿命,一直是我们工作的重点.我们采用高铬铸铁衬块组合镶衬的办法来修复磨损的泥泵壳和衬板,取得了比较理想的效果.     

模糊-PID控制在绞吸船水下泥泵自动调速中的应用

绞吸挖泥船装驳施工中，操作人员频繁调节水下泥泵电机转速以稳定管路内泥浆流速。针对这一问题，采用模糊-PID技术设计水下泥泵电机自动调速控制系统。该控制方法以流速作为自变量，以泥泵转速作为因变量，并将吸入真空、泥泵机功率及泥浆浓度作为安保条件，可以保证在装驳施工过程中泥浆流速持续维持在设定区间内。实际应用表明，模糊-PID控制在水下泥泵调速过程中具有反应快速、控制精准、鲁棒性好等特点，具有较好的推广价值。     

大型疏浚泥泵固液两相流场特性的数值模拟分析

基于欧拉双流体模型对绞吸挖泥船大型泥泵进行固液两相流的非定常数值模拟计算，通过对比分析颗粒粒径、颗粒浓度、颗粒密度对两相流线、固相颗粒浓度分布等流场特性的影响，为提高疏浚泥泵的优化设计提供指导。模拟结果表明，颗粒物理特性对液相流线分布的影响较小，随着颗粒粒径增大，液相对固相的带动作用减弱；随着颗粒密度的增大，液相对固相的带动作用未减弱；随着颗粒浓度增大，液相对固相的带动作用增强；随着粒径和密度增大，颗粒分布不均性加强；随着颗粒浓度的增大，颗粒浓度分布均匀性加强，靠近叶片壁面浓度明显增大。对比了两种泥泵流道的颗粒浓度分布，通过叶轮流道的优化设计，可以减少颗粒在流道表面的集聚，降低泥泵磨损。     

3500m~3绞吸挖泥船泥泵的改进设计

采用数值模拟和模型试验相结合的方法,对3,500m~3绞吸挖泥船泥泵进行了改进设计。利用Fluent软件对泥泵的三维流场进行模拟计算,预测了泥泵的水力性能。根据相似理论,在水泵测试实验台上对模型泵进行了测试,验证了改进后泥泵的性能。在此基础上,开展了实船实验并将测得数据与原泵的数据进行对比分析。改进后泥泵比原泵扬程高,耗功少,效率高,其最高清水效率为86.2%,达到了预期目标。为今后设计新型高效泥泵打下了良好基础,同时也为我国疏浚装备国产化提供了探索方向。     

3800m^3／h自航电动绞吸挖泥船疏浚设备系统

大型挖泥船利用潜水电机驱动铰刀可大幅提高传输效率，减少环境污染。本文以3800m^3／h电动绞吸挖泥船为例，着重介绍了舱内泥泵系统、水下泥泵系统、电动绞刀和电动绞车系统以及定位桩系统的配置情况，对于我国电动驱动大型绞吸挖泥船的国产化研究开发具有一定的参考作用。     

6500m3/h绞吸船用泥泵四叶片叶轮研发

为适应绞吸挖泥船超长排距时的施工需要,在6500m³/h绞吸挖泥船原三叶片高效高压泥泵的基础上,保证叶轮外形尺寸不变、叶轮流道通过能力不下降的情况下,分别对叶轮轴面和轴面流线进行水力设计,设计叶轮为四叶片扭曲叶片,并结合数值模拟对叶片包角进行优化计算,确定叶片包角为138°。通过模型泵试验,对比测试与模拟计算结果,验证叶轮的水力性能。通过对比四叶片与原三叶片高效高压泥泵的性能参数,预测两者在不同土质、不同排距下的生产率与能耗情况。结果表明,四叶片泥泵扬程比原三叶片高效高压泥泵提高了18 m以上,最高效率达到86%,且通过球径均为425 mm;土质为0.2 mm细砂时,研发泥泵的生产率提高了9%以上,排距提高了14%以上,耗功最小值降低了约3.5%。     

节能环保措施在3500m~3/h绞吸式挖泥船上的应用

疏浚船舶是疏浚工作的必备船机设施,它的选型的好坏将直接影响到疏浚工作的效率与成败。阐述了中国船舶及海洋工程设计研究院为连云港港设计的3500m3/h绞吸式挖泥船的节能环保设计思路。重点介绍采用负载转移或功率管理分配等节能措施、采用变频电机取代液压泵站来驱动水下泵及水下绞刀的环保措施等。旨在投资额较为固定的要求下,选型、建造出一艘既技术先进,又节能环保,而且还要安全可靠、平稳高效的绞吸式挖泥船舶。     

1 750 m3/h绞吸式挖泥船加大挖深改造分析

针对绞吸式挖泥船挖深改造，提出了绞刀架、主辅定位桩、轴系加长，水下泥泵传动、设备布置、电站功率的校核等方面的技术改造方案，经实际应用达到了预期的效果。     

重型绞吸挖泥船1m直径排泥管线输送微风化岩特性

以国外某疏浚工程为例,对自航式重型绞吸挖泥船"天鲲号"采用1m管径的排泥管线输送坚硬微风化岩的施工数据进行分析,计算所给工况下的泥泵扬程和泥泵效率,得出密度、流速与摩阻系数的关系,给出土质换算系数、实验系数的推荐值.结果表明,该技术充分发挥重型绞吸船可直接开挖并吹填微风化岩的特点,在节约成本、保护环境的基础上提高施工效...     

基于岩石切削理论的超大型绞吸挖泥船绞刀动载荷分析

针对绞吸挖泥船疏浚岩石的工作特性,基于绞刀几何模型、运动学模型和动力学模型对绞刀疏浚岩石时的受力及其载荷波动性进行数值仿真。通过数值仿真切削功率和实际切削功率的对比进行了结果可靠性验证。利用Matlab/VB编制了研究绞刀受力以及载荷波动性的仿真系统。所得结果可为研发疏浚岩石关键设备提供参考依据。     

绞吸挖泥船泥浆浓度的无放射源环保测量技术

泥浆浓度是绞吸挖泥船施工产量的关键参数，传统的测量技术因使用放射源而产生核辐射风险和环境污染问题。采用电学层析技术中的电阻层析成像（ERT）技术进行泥浆管道的浓度分布成像，利用电导率测算泥浆浓度，研制了一套泥浆浓度的新型无放射源测量装置，并进行了绞吸挖泥船实船应用试验。结果表明：该新型泥浆浓度测量装置与取样结果误差在3%以内；相对于传统放射源测量装置可靠性提高，环保性能更加突出。     

绞吸挖泥船大功率挖岩绞刀的荷载分析*

针对绞吸挖泥船在挖岩施工过程中绞刀荷载难以定量确定的问题，建立刀齿的坐标模型，根据施工参数判定刀齿大圈切削状态，利用单齿切削岩石的荷载模型建立绞刀整体的荷载分析模型，计算绞刀在不同转动速度、横移速度、姿态角度和岩层厚度等工况下的横向力、竖向力、纵向力以及绞刀功率情况，每种工况以正刀和反刀两种姿态进行分析。结果表明，无论正刀还是反刀施工，绞刀的转动速度和横移速度都对绞刀的功率消耗产生正相关影响，绞刀的姿态和泥层切削厚度对绞刀荷载的影响最大。     

基于CFD的绞吸船绞刀防石设备水力性能研究

绞吸船施工过程中常常会遇到石块、杂物糊堵吸入口或泥泵而影响绞吸船的连续施工,目前解决该问题最有效的方法是在绞刀处加装防石设备。然而防石设备没有标准的形式,不同单位研制了不同的防石设备,各种防石设备对绞吸船吸入能力的影响一直没有办法定量评估。首先总结了目前常用的防石设备形式,然后采用CFD方法对加装不同防石设备前后绞吸船吸入口附近流场进行模拟,计算加装防石设备前后绞吸船的吸入段水力损失,确定了由于加装防石设备造成的局部水力损失系数。经研究表明,防石网和双防石环结构引起的水力损失较大,单防石环和犬牙式防石格栅水力损失最小。为选择防石设备提供了基础数据。     

基于神经网络和最大产量估算的挖泥船横移控制

针对目前绞吸挖泥船疏浚作业依靠人工手动操作无法保持较高产量的问题，研究了影响绞吸挖泥船产量的控制参数。采用神经网络预测和最大产量估算方法，得出在不同条件下挖泥船横移控制系统的最优控制参数，同时对此控制参数进行了对比仿真试验。结果表明：在一个不含边界减速的有效横移周期内，仿真产量高于实船操作产量。该方法可为绞吸挖泥船疏浚施工中横移系统的自动控制提供理论依据与技术参考，使绞吸挖泥船可以兼顾不同的控制要求和性能限制条件，在一个横移周期内稳定输出最大产量。