绞吸挖泥船泥浆管道输送模型构建

《绞吸挖泥船泥浆管道输送模型构建》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第３９卷第２期武汉理工大学学报（交通科学与工程版）Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．２２０１５年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｒ．２０１５（ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）绞吸挖泥船泥浆管道输送模型构建＊熊庭１）１）２）２）２）２）杨文邓勇刘建伟曹福李善奇（武汉理工大学能源与动力工程学院１）２）武汉４３００６３）（长江宜昌航道工程局宜昌４４３００３）摘要：根据绞吸式挖泥船泥浆输送过程和输送原理，构建了绞吸挖泥船泥浆管道输送系统模型，根据模型可确定不同体积分数下泥浆的实用流速，通过泥浆输送过程中管路扬程和泥泵扬程的计算，

2、确定施工工况点，可求出不同泥浆体积分数下的流量和施工产量．同时，根据实船“长狮１０”单泵施工数据，对泥浆输送模型中泥浆实用流速、施工产量进行了验证．结果表明，实船施工数据和理论计算数据基本一致，误差在可控范围内．关键词：绞吸船；泥浆管道输送；模型构建；实船验证中图法分类号：Ｕ６１５ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－３８４４．２０１５．０２．００６绞吸式挖泥船是目前广泛运用的一种疏浚设管直径确定管路临界流速对于平均粒径小于［５］备，运用于沿海和内河港口航道的建设与维护、河０．５５ｍｍ的粘土，以及粉土，其临界流速为道与湖泊清淤工程，以及环保疏浚建设中．泥浆管ｖ０．１０５０．０５

3、６ｃ１＝０．９２８ＣＶｄｓ槡２ｇＤｐ（ρｓ－１）（１）道输送系统是绞吸挖泥船十分重要的组成部分，式中：ｖｃ１为泥浆临界速度，ｍ／ｓ；ｇ为重力加速对疏浚施工效率影响十分大，也是施工中的主要度，９．８１ｍ／ｓ２；Ｃ为疏浚泥土颗粒体积分数；ＤＶｐ能耗系统之一．正确的泥浆管道输送系统模型是为排泥管内径，ｍ；ｄｓ为疏浚泥土颗粒平均粒径，施工操作和施工动态优化的基础，同时对于绞吸可参考土质参数表１，利用插值法取土壤颗粒平船新船建设和旧船改造也具有积极意义．国内外均粒径；ρ为疏浚泥土颗粒密度，ｔ／ｍ３ｓ．许多学者对泥浆管道输送进行了一系列的研究，当数据土质平均粒径大于０．０５ｍｍ时，按下［１－４］这些

4、工作对于分析泥浆输送具有积极意义．但式计算．多数研究均是根据理论模型和实验室数据推导而１／３·ｇ１／４·Ｄ１／２·ｖ１／２·ｄ－１／４（２）ｖｃ１＝（９０ＣＶ）ｐｓｓｓ成，没有实际船舶的施工数据进行有效的验证．式中：ｖｓｓ为颗粒在静水中的沉降速度，ｍ／ｓ，可参针对泥浆管道输送过程，本文建立了管道输考表１选取；ｄｓ为疏浚泥土颗粒平均粒径，ｍｍ．送模型，可利用该模型计算出不同泥浆体积分数表１土质参数表下的实用流速以及施工产量，同时根据长江宜昌土质参数淤泥粘土细砂粗砂砾石航道工程局提供的实船试验船舶“长狮１０”的施颗粒直径／ｍｍ０．１７５１．０４．０工数据对泥浆管道输送模型进行了验证．颗粒密度

5、／（ｔ·ｍ－３）２．６５２．７０２．７０２．７０２．７０天然土密度／（ｔ·ｍ－３）１．７５１．８０１．８５２．００２．００颗粒沉降速度／（ｍｍ·ｓ－１）１５６０１７５１泥浆管道输送模型２）按照实际施工经验确定临界流速根据１．１管路流速确定实际施工经验，临界流速可按照表２确定．当挖泥１）根据实际施工中泥浆体积分数和吸排泥船排泥管径为５６０ｍｍ，施工工况为中、细砂（以收稿日期：２０１５－０１－１２熊庭（１９８２－）：男，博士，副教授，主要研究领域为疏浚工程与管道输送技术＊国家自然科学基金面上项目（批准号：５１１７９１４４）、长江宜昌航道工程局计划资助项目（批准号：２０１４３ｈ０３３７）资助第

6、２期熊庭，等：绞吸挖泥船泥浆管道输送模型构建·２５５·细砂为主），选择的临界流速ｖｃ２＝３．６ｍ／ｓ．若管中按表３选取．流速过高，将会加大泥管的磨损；若过低又将引起表３实用流速系数表关内泥浆沉淀而淤积．目前国家没有统一的设计标土类淤泥、粉土粉砂粗砂、中砂粗砂、砾石Ｋｖ１．１０１．２０１．２５１．３０准，一般选择临界流速比计算值略大而经验值．表２临界流速参考值按照凯夫公式计算沉降速度．以下管径／（ｍｍ）泥桨吃水流速／（ｍ·ｓ－１）０．３（）０．７５ｄｓ（ｌｎ６０）０．１３（４）土质ｖＬ＝１．０４ＤＰρｓ－１ｌｎ３００４００５６０７００１６ＣＶ砂砾３．８４．２４．８５．６将沉降速度与实用流速

7、进行对比分析，以进粗砂３．２３．６４．２５．０一步确认在设计工况流速下不会发生沉降．根据细砂２．６３．０３．６４．２淤泥及粘土类２．２２．５２．８３．４上述２种算法，排泥管内实际流速按较大值选取．１．２管路扬程计算３）实用流速的确定实用流速，即为经济流当承建的施工项目确定以后，相应的工况条速，应按下列要求选取：尽量使体积分数最大，不件也就基本确定，如开挖的土质、所需的排距及相使体积分数受流速提高的影响；避免管路泥浆摩应的排高，因而所