耙吸式挖泥船耙头内部泥沙运动及防淤堵策略分析

针对耙吸式挖泥船进行航道疏浚作业时,吸入的黏土容易在耙头内部堆积造成堵塞,导致疏浚效率下降的问题。通过研究耙头的结构发现,防止杂物进入泥泵的格栅为黏土堵塞的主要位置,对其进行基于双欧拉模型的流体动力学仿真研究,得出不同的工作参数和格栅角度对耙头压力、速度、泥沙浓度的影响。结果表明,耙头内部低速区容易发生泥沙沉积,高压水射流能提高局部流速,促进泥水混合,有利于泥浆的输送,施工过程如遇黏土将格栅前移能有效防止施工过程中的堵耙现象,提高耙吸式挖泥船的工作效率。     

大流量无堵塞旋流泵的优化设计及实验研究

依据三要素设计方法及相关经验公式，对大流量无堵塞旋流泵主要结构参数的尺寸进行初步确定，用ANSYS CFX软件对初始设计的旋流泵进行外特性预测后发现，工况点处扬程仅达到设计扬程的77.1%,效率高出设计效率的24.2%。对主要部件叶轮外径D₂、宽度b₂和包角ψ等进行逐步优化，得到较优化的旋流泵模型，该泵工况点处扬程高出设计扬程3.2%,效率高出设计效率30.5%。为了验证模拟计算的准确性，对实体旋流泵进行了清水输送实验，工况点处实验扬程高出模拟扬程0.7%,实验效率高出模拟效率6.4%。     

耙吸式疏浚船泥泵特性分析与工况优化

介绍疏浚船泥泵特性和管路特性,并就泥泵运行过程中的转速、泥浆浓度、土质情况、输送管线等生产要素对泥泵产量的影响进行了分析,继而讨论了生产实践过程中使用较多的双泵串联工作状况,提出了双泵串联吹泥工作时的运行注意要点.     

超大型绞吸挖泥船泥沙输送系统优化设计

绞吸挖泥船的大型化可以显著加快疏浚速度,提升疏浚效率,降低环境破坏,减少人员劳动。因此,超大型化向来是疏浚业界努力追求的一个方向。上海交大船舶设计研究所设计了当前世界上最大装机功率(2.4 MW)、最大生产能力(在目标工况:排距8 km、挖深30 m、排高10 m、输送d50=0.23 mm中砂,产量大于8 000 m3/h)的绞吸挖泥船。介绍该船泥沙输送系统设计时所采用的基于目标工作点优化设计方法。该方法在前人对泥沙管道输送能耗、泥沙对泥泵性能影响等相关方面的研究成果的基础上,首次提出了针对设计工况施工效率优化,用极限工况作业能力进行校核的设计优化方法。结果表明:目标工况下,泥泵效率高达84%,柴油机效率高达90%,取得良好的节能减排和经济效果。     

螺旋式机具疏浚性能及水动力特点研究

底泥生态清淤是削减内源污染物、治理黑臭水体、提升水质的重要措施,但传统清淤刀具会造成底泥污染源的扩散和二次污染,影响清淤效果。天航局研发出一款新型的螺旋式机具,通过分析该机具的工作原理及生产能力、横移速度、泥浆吸入浓度等疏浚参数,使用CFD仿真技术对不同工况下机具的水动力特点进行研究,发现采用螺旋切削和输送能够获得较高浓度的泥浆,较小的螺距参数有助于吸入更多泥浆,并能减少底泥扰动,从而证实该机具具有良好的疏浚性能。     

150/30型气动泵环保疏浚工程船设计

本文介绍一种设备先进的疏浚工程船设计.探讨在设计中为满足特殊使用要求,如清淤作业时对引起的浑浊度等而采取的多种环保措施,并着重介绍了150/30型气动泵的性能与特点,对环保型清淤船的设计具有一定的参考价值.     

疏浚土长距离管道输送技术在环保疏浚工程中的应用

滇池草海清淤工程疏浚区域分为3个片区,疏浚面积70万m2,工程量220万m3,输送距离8～15 km。针对输泥路径上的场地限制问题,进行了长距离输送方法的分析及研讨,结合施工现场实际情况,决定采用接力泵输送方法,实现了长距、高效输送疏浚土。     

挖泥船泥沙输送系统的参数匹配问题

讨论了柴油机、泥泵、泥管等泥沙管道输送系统的主要设备及其性能参数,分析了各主要设备参数之间的匹配问题,给出了针对典型工况的最佳配备方案,并就一般工况下通过调节设备运行状态和改变运行参数提高效率和产量给出了建议,以供泥沙管道输送系统设计和泥沙水力输送施工参考。     

多泵串联技术在环保疏浚工程中的应用

在现代化的疏浚施工时,往往需要将江河湖泊的淤泥疏浚到较远的位置。针对疏浚淤泥远距离输送的问题,研究了挖泥船与多台接力泵船串联施工的工艺。结果表明：串联接力泵船可以显著提高淤泥的运输距离;管道阻力损失的理论值有助于确定接力泵船的位置;施工过程中,挖泥船与各泵船的施工配合尤为重要。结合太湖清淤工程的实施,总结得出挖泥船与多台接力泵船串联的工艺流程、管道输送阻力、位置距离等,提高了工程的施工效率和施工质量。     

绞吸船吹填中粗砂泥泵节能运行转速

大型绞吸船吹填中粗砂施工,难以确定最优的输送施工参数和泥泵机组转速.针对目前常用的计算公式对非均质中粗砂浆体水力输送计算精度不足的问题,采用实际施工参数对计算公式进行拟合修正,实现泥浆输送施工参数的精确计算.同时通过泥泵机组运行功率计算分析,确定了最经济输送施工参数条件下泥泵机组的低功耗运行转速.转速特征是在既定的泥浆流速、浓度和泥泵机组总扬程条件下,水下泵采用低转速、甲板泵采用高转速,有利于降低输送施工能耗.     

清淤射流泵流场数值模拟及其参数对性能影响分析

文章采用基于RANS方程的数值模拟方法研究了清淤射流泵的性能,建立了基于CFD技术的清淤射流泵流场分析方法,重点分析了清淤泵喷口间隙、内部结构、出口半径、进口压力等关键参数与流场之间的规律,给出了射流泵流体流动机理,提出了采用QhVh(底部流量与平均速度的乘积)来评价最佳射流泵及作业距离h。文中的射流泵流场数值模拟方法可为该类射流泵设计提供分析评估手段和实用工具。     

葛洲坝船闸清淤情况回顾

简述葛洲坝船闸运行以来，在闸室及下闸首一带泥沙淤积状况，清淤施工时水域边界条件的要求及清淤施工方法的选择，并对今后清淤方法提出了建议。     

泥沙颗粒对UHMWPE材料水润滑性能的影响规律

为研究船舶水润滑尾轴承材料超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在含沙水质下的摩擦学性能,利用 CBZ-1摩擦磨损试验机进行试验。结果表明：在水润滑条件下,泥沙对试验材料的摩擦学性能有很大的影响,并且泥沙浓度对材料摩擦性能的影响大于泥沙粒度;材料的摩擦性能随着泥沙浓度的增加逐渐下降;泥沙粒度影响着摩擦副间的切应力和沙粒进入摩擦副间隙的难易程度。在泥沙粒度48μm/浓度1.2%的环境下,材料具有更加恶劣的摩擦学性能。适当提高滑动速度会加强摩擦副的润滑性能,但过高的速度会使泥沙颗粒严重破坏磨损表面;材料的摩擦性能随载荷的增大而逐渐恶化,在高载工况下的磨损机制主要是磨粒磨损和黏着磨损。     

切向射流对垂直管旋流载料输送的影响特性

为了提高非球形颗粒垂直液压输送系统的效率和安全性，采用一种新型带切向射流入口的管道输送系统。基于计算流体力学-离散元法（CFD-DEM）耦合方法，采用改进的非球形曳力系数模型对液固两相流动特性进行分析。研究不同切向流动比例对不同形状颗粒浓度和曳力的影响。根据颗粒的浓度来衡量输送效率，依据颗粒的曳力来评估输送安全性。结果表明：在旋流作用下，不同形状颗粒之间的浓度间隙和轴向阻力间隙减小，颗粒浓度增大，各组分颗粒混合输送均匀。     

耙吸式挖泥船作业过程中耙头周围泥沙遗漏特性

针对耙吸式挖泥船工作过程中外流场泥沙遗漏问题，进行耙头工作过程中周围泥沙流动特性研究。采用数值模拟研究方法，分析耙头外部流场前端与后端泥沙遗漏情况，不同工况条件下的外流场泥沙浓度分布，得到真空度与航速变化对外流场泥沙分布的影响。结果表明，在外流场中耙头后部流场的泥沙遗漏更为严重，在流场的竖直与水平方向的遗漏分别表现为紊流与层流的形式，泥泵真空度、航速均与泥泵遗漏量呈正相关的分布趋势。     

“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。     

人工岛工程对河口行洪冲淤的影响分析

以秦皇岛汤河河口人工岛在建工程为背景,采用大、小两重模型嵌套的方式,建立二维平面水动力-泥沙数学模型。在验证模型可行性的基础上,分析了50 a一遇设计洪水条件下工程区的水动力及泥沙冲淤特性,并进一步阐述了人工岛工程建设对工程区流场变化规律、河口冲淤规律以及工程区附近泥沙分布规律的影响。研究表明,在实施河道清淤的情况下,人工岛的建立并不会增加河口工程区附近的泥沙淤积,相反在清淤工程和梭形岛分流作用的影响下,泥沙淤积量有所减少。     

避免输送黏土管线堵塞的设备和方法

绞吸船开挖输送黏性土时,如果不控制好吹填流速和浓度,就容易发生疏浚土堵管现象。为此,在总结传统防堵塞和疏通管道方法的基础上,采用试验对比等方法,设计一种特型防堵塞排泥钢管以及使用该种设备进行预防堵塞和疏通堵管的作业方法。     

疏浚管路阻力损失计算方法的分析

管道输沙阻力损失计算是江河湖泊、港口航道疏浚工程中的一个基本问题,它是设计管道浆体输送系统的重要参数,直接关系到动力设备的选型和运行的能耗.文章重点以疏浚工程中泥沙的输送为研究对象,对管内两相流动的阻力特性及临界流速问题进行了初步研究,并实验研究了泥沙在不同的浓度和速度下的阻力特性,对3种模型的阻力损失计算模型进行了检验、分析和评价.结果表明Jufin＆Lopatin是一个比较好的计算模型.对于颗粒的不均匀性的影响,科学的方法能提高计算模型的计算精度.     

一种深海采矿用矿浆输送泵的设计及计算分析

针对深海采矿矿浆输送的需求和工作特点,论证分析矿浆输送泵的结构型式。为减少泵在运行过程中出现的堵塞和磨损等情况,重点探讨样机中矿浆颗粒的通过性。通过两相流数值模拟计算,揭示矿浆颗粒在泵内部的分布特性和流动轨迹。试验结果表明,样机性能达到设计要求,流动稳定,具有较好的参考价值,可为矿浆泵的进一步改进完善提供依据。