影响疏浚船舶施工效率的因素

针对一艘万立方米疏浚船远海疏浚工程中挖取泥砂效率低的问题,对影响施工效率的因素进行全方位论证,采用数学模型分析的方法,通过对比现场3种泥泵的尺寸并分析不同类型泥泵对施工的影响,将施工中所测得的参数与流体力学原理相结合,并分析泥泵叶轮叶墙厚度和耙头格栅大小对挖取石块的影响。结果表明,疏浚设备中泥泵叶轮最小通流面积为施工效率低下的主要原因。该成果可为类似工程提供参考。     

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。     

内河中小型挖泥船采用水下泥泵的探讨

为提高吸扬式挖泥船的综合效益 ,提高泥泵的吸入浓度 ,采用不受气蚀性能制约的水下泥泵获得较大的吸入浓度 ,是目前高效疏浚的发展方向。通过几种水下泥泵驱动方式的探讨 ,分析了内河中、小型挖泥船采用水下泥泵的途径 ,以提高挖泥船的疏浚效率     

新型水下泥泵挖泥船的研制

水下泥泵可获得较大的吸入浓度 ,提高疏浚效率。介绍了水下泥泵的几种驱动方式及其效率分析 ,详细叙述了新型水下泥泵挖泥船的研制     

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。     

“新海马”轮高效泥泵性能及应用效果分析

针对“新海马”轮实际施工中存在效率偏低、适应性较差等问题,比选同类型船舶泥泵性能参数,优化泥泵叶轮设计。采用叶轮直径更小、转速更高的泥泵方案,其具有叶墙宽度大、球形通道截面为宽口等特点,并对泥泵的工程应用效果进行分析。结果表明,高效泥泵可拓展船舶的适用性,在提高挖泥及艏吹效率的同时降低船舶能耗,为耙吸式挖泥船泥泵选型提供参考。     

泥泵的水力性能预测和优化设计

为提高疏浚泥泵的效率,降低设计制作成本,根据给定参数对泥泵进行水力设计、建立三维实体造型和对实体进行网格划分,运用软件采用控制体积法和紊流模型,对泥泵进行数值分析和性能预测,根据预测结果反复优化设计泥泵,以达到设计要求.     

“万顷沙”泥泵除气系统

在疏浚过程中泥泵内产生的气体大大降低了泥泵的效率。文章分析了泥泵内的气体是怎样产生的;而气体又是如何使工作效率降低的;怎样将泥泵内的气体排除。并详细介绍了"万倾沙"泥泵系统的组成及工作原理。结果表明:泥泵除气系统在理论上和实际使用中都能够提高疏浚效率。     

多石底质下耙吸船小流道泥泵的性能调整

针对耙吸船在俄罗斯布朗克工程中疏浚多石底质工况时,频繁出现块石堵泵、堵耙口等严重影响施工生产的难题,对耙吸船泥泵通道的通过能力及耙头格栅进行研究。采用泥泵相似性原理,从泥泵叶轮球面通道尺寸、叶轮切割对泥泵性能影响、叶片切割长度计算、叶轮切割操作等方面进行分析,调整泥泵叶轮通径以适应多石底质复杂工况。通过实施该方法,有效解决了多石底质下耙吸船小流道叶轮施工效率低的难题,单船过泵量平均提高44%,装舱生产率平均提高17%,周期生产率提高11. 5%。     

水下泥泵在耙吸式挖泥船上的应用

耙吸式挖泥船安装水下泵通常是为满足深水取砂疏浚的需要。近年来,随着水下泥泵装置技术的成熟,水下泥泵装置越来越多地应用于航道疏浚作业。相比于舱内泵,安装水下泥泵可有效提升泥泵吸入浓度、提高装舱效率,并可改善泥泵的气蚀性能、减少振动。文章从离心式泥泵的特性出发,阐释应用水下泵可提高疏浚浓度的理论基础,简要介绍了水下泥泵装置的组成特点以及在应用中可能存在的问题;最后介绍耙吸式挖泥船应用水下泥泵的实船案例,为耙吸式挖泥船疏浚系统设计提供参考。     

耙头高压冲水改进技术

耙头高压冲水的水力破土效率远远超过机械破土效率,因此改进高压冲水设计是有效提高疏浚效率的最佳途径。采取理论分析和现场试验相结合的方法,对耙头高压冲水破土深度和改进设计进行专题研究,并提出新型高效疏浚耙头的设计构想。     

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。     

“通程”号超大型耙吸挖泥船开发设计

阐述了708研究所自主开发设计的国内第一艘超大型挖泥船,采用全通甲板,适用于深、远海作业;泥舱舱容达18374m3,最大挖深可达85m,为目前中国设计建造的最大舱容、最大挖深的深水疏浚工程船;疏浚设备(即:泥泵、水下泵、高压冲水泵等)采用全变频电力驱动,泥舱首次采用箱形泥门形式。     

BIM正向设计在内河航道疏浚工程中的应用

针对内河航道疏浚工程传统设计各流程之间缺乏信息传递的问题,通过综合分析Civil 3D特点和设计的特殊需求,提出内河航道疏浚工程BIM正向设计思路,基于Civil 3D建立了内河航道疏浚工程BIM正向设计方法。通过二次开发改进Civil 3D部分功能,优化了设计过程中疏浚工程量输出和批量出图功能。结果表明,采用BIM正向设计方法对磨刀门航道疏浚工程进行正向设计,能有效提高设计效率。研究成果可为类似工程提供参考。     

耙吸式挖泥船高压冲水装置的数值模拟及水力优化

耙吸式挖泥船可利用耙头上的高压冲水装置有效提高疏浚作业的工作效率,现有高压冲水装置管路的设计仍不完善,一些结构亟待优化。采用数值方法对某高压冲水装置进行三维建模、模拟计算和分析,发现耙头内的高压冲水管路中存在较多漩涡流,水力损失较大,导致耙头施工时达不到理想的出口总压,影响效率;针对这些问题,通过使用渐变管、圆倒角等方式改善管内流动。结果表明,优化后的耙头高压冲水管路阻力损失减少,射流水速更高,冲水总流量提高约3%,出口总压增大,破土能力提升,从而提高疏浚作业的效率。     

一种耙吸挖泥船装舱作业最佳流量的计算方法*

为了进一步提升耙吸挖泥船施工效率、全面发挥耙吸挖泥船产能,以耙吸挖泥船装舱作业过程中的最大产量为优化目标、泥泵汽蚀余量和管路临界流速为约束条件,以施工人员最为熟知和方便控制的流量为优化变量,建立了耙吸挖泥船装舱作业最大产量对应流量（称为最佳流量）的计算模型,旨在面向耙吸挖泥船装舱作业拓展挖泥船施工优化理论和方法。对比分析了模型的优化计算结果和实际施工数据,吻合良好,说明模型计算结果准确可靠。另外,模型计算所需变量容易采集,优化计算结果（控制目标,流量）明确,施工人员对流量的控制操纵熟悉便捷。模型不仅能为施工设计和疏浚作业提供参考,而且易于推广应用。     

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。     

绞吸挖泥船吹填管线泥沙分离施工工艺

肯尼亚拉姆港疏浚及吹填项目中吹填区须进行临时围埝施工。由于当地石料价格较高,陆地砂源少,因此只能通过大型绞吸挖泥船采用水下取砂的方式进行备砂。而施工区土质为黏土混砂,且含有大量贝壳,砂层较薄,取砂效率极低。为此,研制一种管线用滤砂装置,该装置可将砂与其他废土分离,并分别吹填至不同区域。该大型绞吸挖泥船黏土与砂混挖分离施工技术,解决了砂与黏土球及贝壳分离的难题,保证了砂袋充填砂的质量,提高了充填砂袋施工效率,大大降低了施工成本。     

航道工程三维辅助疏浚设计系统的开发与应用

为提高航道工程疏浚设计的效率和工程量统计精度,在港口工程数字化智能化勘察设计集成系统(HIDAS)部分研究成果的基础上,开发了航道工程三维辅助疏浚设计系统。该系统结合三维地质模型和三维CAD技术,提供参数化智能建模、开挖工程量自动统计、批量生成开挖断面图等功能。将其应用到钦州港东航道扩建工程的疏浚设计过程中,实现了根据不同土质选择不同开挖边坡坡比、不同超深超宽参数自动生成设计断面,分航段、分土类统计开挖工程量、超深工程量、超宽工程量,分航段批量自动生成CAD格式的开挖断面图,大幅度提高了设计效率和质量。     

大型绞吸式挖泥船疏浚设备轴系设计关键技术研究

绞吸式挖泥船疏浚设备轴系主要包括绞刀轴系和泥泵轴系,疏浚设备轴系设计是挖泥船设计的关键部分,设计质量好坏关系到疏浚工作的可靠性及使用寿命。国内外各大船级社尚未对疏浚设备轴系设计提出相关的规范性指导意见。进行轴系设计关键技术的研究并提出一般设计流程,以某大型绞吸式挖泥船疏浚设备轴系设计为例进行验证,结果表明,所提出的研究方法及流程可为疏浚设备轴系设计提供理论基础,具有重要的指导意义。