蓄能式真空预压排水系统及其节能效率*

针对真空预压系统的高能耗问题,提出一种蓄能式真空预压排水系统,并通过室内单板真空预压排水试验,探究该系统的排水固结与节能效率。研究发现：真空室容积对该系统的排水固结效率存在一定影响,且对表层的影响大于深部,但与常规真空预压固结效率相差不大。该系统的节能效率与真空室容积密切相关,在试验条件下,对于功率1.5 kW、抽气速率7.2 m3/h的真空泵,当真空室容积大于排水固结土体的孔隙体积约3‰时,该系统耗能比常规真空预压系统减少50%;真空室容积越大,节能效率越高。该研究可为解决真空预压系统的高能耗问题提供理论支撑。     

疏浚饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响

针对黄骅港区饱和密实粉土,通过三轴剪切试验以及原型耙齿切削试验,研究饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响。三轴试验结果表明,黄骅地区饱和密实粉土在剪切过程中表现为应变软化性状,偏应力峰值与围压之间基本呈线性关系。在剪切过程中,土体先剪缩后剪胀,随着围压的增大,剪缩性状体现得越来越明显,应力应变性状可划分为4个不同阶段。原型耙齿切削试验结果表明,饱和土较非饱和土切削阻力增长得更快;饱和土切削阻力最大值为非饱和土切削阻力最大值的2.7~3.3倍;对于饱和土,切削阻力达到稳定值后,其波动幅度较非饱和土要大。上述试验结果均表明,土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响十分显著,须采取相应的措施来降低土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响。     

一种耙管双油缸自动同步控制算法的设计与实现

在耙吸试验平台上,耙管的升降由双液压油缸共同驱动。在耙管升降过程中,2个油缸如果不同步会造成耙管前端的耙头倾斜,从而影响试验结果,误差的不断累积可能造成耙头断裂等危害设备安全的后果。文中提出的耙管双油缸自动同步控制算法,可以对2台液压油缸行程自动进行同步精确控制,使得耙头倾斜角度的误差在合理范围内,保证设备安全。在实际使用中,算法有效地解决了双油缸的同步问题,且响应时间短,控制平滑,总体耗时与手动控制相比更有优势。     

塑料排水板施工工艺优化与质量控制的探讨分析

结合排水板联合堆载预压法在厦门软基吹填造地工程中的应用,探讨了不同插板机打设条件下的工艺和效率对比,分析塑料排水板打设过程中常遇到的问题,并针对堵管回带、不吃带、定位偏移等问题和技术难点提出了技术优化及质量控制的改进措施,为塑料排水板在大面积工程的施工应用中提供借鉴及新思路。     

耙吸挖泥船全自动与手动疏浚系统切换控制方法

耙吸挖泥船的手动控制系统是由操作人员根据不同作业工况和施工参数做出判断并进行控制,对操作人员的经验有很强的依赖性。而全自动疏浚系统可以减少人工成本并且提高施工效率,但特殊情况下还需要人工介入处理。两套相对独立的系统在切换时,若处理不当有可能降低施工效率,甚至造成设备损坏。文章基于疏浚设备的安全性,分工况讨论了各关键进程切换时的过渡方式,提出了一种可以在自动和手动操作方式间无缝切换的控制方法。从实船测试来看,此切换方法既保证了长期施工的效率,又保障了疏浚设备的安全性,满足了施工的需求。     

绞吸挖泥船短排距工况下泥泵节能技术

针对3500 m³/h系列绞吸挖泥船在较短管线输送距离时采用缩口减小流量的问题,通过对舱内泥泵和水下泥泵的叶轮进行叶片改型优化,实现泥泵扬程和功率的降低,并将改型叶轮应用于南通海门某疏浚工程。结果表明,“新海鹭”轮泥泵更换改型叶轮后,在3.4 km排距下采用双泵串联输送粉砂土质泥浆,两泵功率降低约500 kW,油耗减少13.4%,施工180 h节约30 t燃油,达到节约能源的目的。     

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%。     

耙吸挖泥船泥舱消能结构特性数值研究

耙吸挖泥船泥舱的消能结构对装舱溢流损失有着重要的影响。采用数值计算方法对原型、对冲和45°挑高对冲共3种泥舱模型的进流结构进行了对比研究。计算结果显示：1）与原型相比,对冲和45°挑高对冲的泥舱内部流场的旋涡分布较为集中。2）进流管路的出流扩散范围基本位于进流管路的出口附近区域。3）泥舱内其它区域的流速及湍流强度均要小于原型,尤其在溢流筒附近区域湍流强度衰减更为明显。说明对冲和45°挑高对冲结构起到了一定的消能作用,将有利于泥舱装舱过程中泥沙的沉积,达到提高装舱效率的目的。