3500m~3/h绞吸挖泥船专用高效高耐磨泥泵研制与应用

为提高绞吸挖泥船的施工效率,在原船动力系统不变的前提下,基于计算流体动力学对泥泵进行优化设计,预测泥泵的水力性能。通过比例为0.25的模型试验验证泥泵的水力性能。结合耐磨试验,研制出高效高耐磨水下泥泵和舱内泥泵,并成功应用于3500m~3/h绞吸挖泥船输送系统的改造。泥泵改造后进行实船清水测试,泥泵性能得到再次验证。实船泥泵改造后的施工分析数据显示:施工排距适应性更广,生产效率明显提高,经济效益显著,同时降低油耗,达到节能增效的目的。     

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%。     

基于CFD流场分析的船用离心泵性能改进方法

鉴于某船用立式离心泵的原设计性能不满足使用要求,通过应用CFD技术对泵原设计内部流场进行数值分析,对原泵的压出室型体结构进行了优化设计。经CFD计算,原泵结构优化后的预测性能可以满足要求。利用优化后的泵体设计结果进行样泵的生产制造和整机性能试验,CFD的性能预报结果与样泵试验结果相近,可以满足性能要求,从而验证了基于CFD的流场计算方法在离心泵设计中具有较好的应用价值。     

绞吸式挖泥船泥泵技术设计与研究

泥泵是挖泥船施工的关键部件,泥泵性能的优劣、流量的大小直接影响挖泥效率的高低。本文通过对实船泥泵的技术改造与研究,介绍了泥泵的方案设计,阐述了泥泵选择的依据与过程,为绞吸式挖泥船泥泵方案的设计,泥泵的性能分析提供了依据。     

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.     

基于模态分析和CFD的船用离心泵减振

某船用离心泵的较大振动水平严重影响船舶执行任务。通过对振动测试频谱数据的分析,结合泵安装及运行工况等实际情况,提出了造成泵振动偏大的可能原因是不合理的水力设计。联合采用模态分析和CFD的现代设计分析方法,对泵进行了改进设计。改进方案的分析结果表明,泵能够安全稳定的运行,泵内流体流动比较均匀,在设计工况下的运行状态良好。样机验证了仿真分析结果,其水力性能满足技术要求,振动水平大幅下降。     

绞吸挖泥船轴扭矩及功率测试

针对绞吸挖泥船轴扭矩及功率测试的问题,进行了现场测试和泥泵性能试验,介绍了一种绞吸挖泥船轴扭矩及轴功率测试试验装置。采用船舶应变片式轴功率测量方法,得出泥泵在850、900、950、1 000 r/min共4个转速下的泥泵性能参数;并对柴油机在945 r/min转速下,油门刻度18时的瞬时扭矩和平均扭矩进行计算。得出结论：在流量不变的情况下,泵的转速越高,扬程越高、功率越高;在流速在1~1.51 m3/s时,泥泵在4个转速下的水功率十分接近;随着流量的增大,转速越大,泵的水功率越高。     

增大泥泵最大球形通道的方案

增大泥泵最大球形通道可以提升疏浚工程连续性,减少堵泵的风险,提高疏浚施工效率。泥泵最大球形通道和泥泵效率是泥泵设计中的矛盾点。针对上述问题通过调研提出了两种增大泥泵最大球形通道方案,采用数值模拟方法计算了3种方案的泥泵内部流场。通过对数值模拟结果的统计分析,对比3种方案泥泵的性能。确定了增大泥泵最大球形通道叶轮设计方案,为后续泥泵改造提供基础。     

“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。     

基于三元理论喷水推进轴流泵改进设计

以某高速艇喷泵为研究对象,运用CFD方法计算并分析喷泵敞水性能缺陷,针对缺陷进行三元改进设计。首先以国外某混流式喷水推进泵为例,用基于雷诺时均的数值计算方法对喷泵敞水性能进行模拟,各转速下喷泵功率计算误差在1.5%以内,验证了本文所用数值计算方法的可信性。然后对该高速艇喷泵敞水性能进行计算,利用CFX软件后处理分析出设计缺陷,对轴面线重新设计,将两级导叶改为一级导叶。并且,针对叶轮做功效率低和导叶整流效果差的问题,利用三元设计方法将叶片负载分布改为前重载型以此提高喷泵效率。最后计算改进后的喷泵效率提高了5%左右,表明了三元设计方法在喷泵改进设计上的实用性。     

基于数值模拟和模型试验的泥泵优化设计

结合数值模拟和模型试验,基于流体仿真软件,采用标准k-着湍流模型,模拟大型泥泵的三维流场,预测泥泵的水力性能,并采用增大叶片包角,减小叶片出口角、调整叶片型线等方法对叶片进行优化,最高水力效率达到86%;基于相似定律,按照1颐4的比例设计制造模型泵,在试验台上进行外特性试验。结果证明,优化设计的大型泥泵效率与预测相符,验证了高效泥泵的设计方法。     

超大型耙吸船舱内泥泵汽蚀性能分析

舱内泥泵汽蚀性能是决定超大型耙吸船施工能力的重要指标,然而国内建造的泥泵往往缺乏汽蚀性能数据。以国内首艘超大型1.8万m3耙吸挖泥船为对象,研究其舱内泥泵汽蚀性能,建立流体动力学模型。首先获得流量-扬程、流量-效率、流量-功率等泥泵特性,并与已掌握的试验数据进行对比验证模型的可靠性;应用完整汽蚀模型研究汽蚀性能,并采用较国外更为严格的效率下降值作为临界汽蚀发生点;据此获得某挖泥转速下不同流量的必需汽蚀余量数据。研究方法和结论可供工程界及具体船舶施工参考。     

装备900泥泵的绞吸船长排距适应性分析

针对装备900泥泵的绞吸船功率储备设置不合理、船舶不适应长排距工程的现状,采用CFD仿真分析方法确定合适的泥泵转速增加量,使舱内泥泵扬程增加16.5%,水下泥泵扬程增加17%,进而提升船舶长排距施工性能;并对增加转速后的泥泵本体、轴系、泵盖连接螺栓及附属封水泵的适应性进行分析,确保泥泵在水力、结构与附属设备3方面均能满足船舶长排距的要求,为其他同类绞吸船舶提升排距提供方法借鉴。     

挖泥船泥浆泵过流元件的抗磨镶衬——先进性及使用管理

通过十年的组合式抗磨铸铁泥泵壳、衬板的实际应用表明,与其改进前的整体泵壳、衬板相比,不仅过流元件的价格更为便宜,而且制造工艺和维修都更为简单易行,维修更换的次数大大减少,其使用寿命也大大延长了,亦节约了大量的维修工时,因此其整体性能价格显著提高,进而大幅度的提高了劳动生产率。 改进前的整体泥泵壳使用寿命仅为800小时,衬板为100小时,而改进后的组合式镶衬泥泵壳和衬板可使用150O小时,这样即延长了工作时间,又节省了大量维修工时和费用,便于使用管理,因此这是一种较为先进和更具有实用性的生产工艺。     

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。     

新型高效扭曲叶片的叶轮研制

针对原泥泵叶轮采用柱形叶片,导致过流通道较小、泥泵效率低的问题,在不改变叶轮外形尺寸的前提下,设计一款扭曲叶片的三叶片叶轮,对不同叶片数的叶轮输送清水和泥浆进行水力特性试验,分析泥泵的清水特性和泥浆特性,并且将两款不同叶轮的性能进行对比。结果表明,新开发的扭曲叶片的叶轮最大过流通道的直径增加了40%,泥泵效率提高了10%。研究成果可为类似工程提供参考。     

耙吸挖泥船“一拖三”驱动型式泥泵传动系统分析

通过对耙吸式挖泥船“一拖三”复合驱动型式的功率分配分析,研究泥泵齿轮箱在泥泵不同转速下功率传递过程,论证该驱动型式下泥泵传动系统的设计条件,为后续“一拖三”复合驱动型式耙吸式挖泥船泥泵传动系统的设计、泥泵齿轮箱的制造提供一些设计依据。     

基于克里金法的绞吸挖泥船泥泵磨损近似模型

针对绞吸挖泥船泥泵在工作中因泥浆含固体颗粒易磨损的问题，以某绞吸挖泥船泥泵为研究对象，综合考虑泥浆特性各因素对绞吸挖泥船泥泵磨损的影响，采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)数值模拟对绞吸挖泥船泥泵的磨损情况进行分析，得到由泥浆成分(质量分数)和泥泵磨损构成的样本集。在此基础上，采用克里金法建立绞吸挖泥船泥泵磨损分析的近似模型，并进行近似模型的误差分析。结果表明该近似模型具有一定的精度，可在不开展CFD数值模拟的条件下对泥泵磨损进行较准确的预测，为泥泵可靠性设计提供便利。     

18000 m3耙吸式挖泥船泥泵系统设计

泥泵系统是挖泥船的重要系统,吸排泥作业都由泥泵完成,其性能好坏对挖泥船能否正常工作起到重大影响。文章基于大连中远海运重工有限公司建造的18 000 m3耙吸式挖泥船对泥泵水下泵系统设计进行分析,尤其是对泥泵变频器系统功能进行详细说明,希望对以后建造类似船舶可以提供参考。     

LT型高弹性摩擦离合器在挖泥船泥泵传动中的应用

总结了从事耙汲式和绞汲式挖泥船泥泵传动工作２０多年的经验，从理论上分析了泥泵传动系统中的扭转振动特性及其减振防振的方法。根据泥泵传动系统性能分析结果，提出了对离合器的技术要求。着重介绍了我国ＬＴ型高弹性摩擦离合器的性能特点及其在挖泥船泥泵传动中的应用实例。