软管和矿车对深海采矿系统的影响规律分析.pdf

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1、第34卷第1期计算机仿真2017年1月文章编号：1006—9348(2017)01—0231—05软管和矿车对深海采矿系统的影响规律分析徐海良1’2，李立1’2。吴波L2。杨放琼1’2(1．中南大学机电工程学院，湖南长沙410083；2．高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083)摘要：针对海洋采矿输送系统中软管发生变形量过大容易造成管道堵塞和软管对采矿车作用力影响采矿车正常作业的问题。为解决上述问题，提出了将软管和矿车的影响纳入深海采矿系统的仿真分析中。根据采矿输送系统在作业的过程中。

2、管道外受到波流联合作用，管道内受到浆体作用的情况，采用有限元软件对其进行计算分析。研究结果表明：软管的形态对流场分布、压力损失和矿车的作用力影响较大，软管处于极限变形时，固体颗粒部分回流造成管道堵塞；最大节点力3675．4N，影响矿车的正常作业。由于矿车的位置对软管的形态有直接的作用，在6级风浪的情况下，适当改变矿车的位置。软管两端的压力损失减小，可节约开采成本。最后通过实验验证仿真结论的准确性。关键词：深海采矿；软管和矿车；流场分布；压力损失；仿真分析中图分类号：TP301．6文献标识码：BI

3、nfluenceofFlexibleHoseandNoduleCollectorAnalysisonDeep-SeaMiningTransportingSystemXUHal—lian91一，LILil一，WUB01一，YANGFang—qion91'2(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China；2．StateKeyLaboratoryofHighPerform

4、anceComplexManufacturing，Changsha410083，China)ABSTRACT：Consideringthefactthattheflexiblehoseindeep-seaminingtransportingsystemislikelytoblockan．derlargedeformationandthenudeforceonnodulecollectortendstoinfluenceitsnormaloperation，theinfluenceofflexib

5、lehoseandnodulecoHectorsimulationanalysiswasappliedtodeep-seamimngtransportingsystem．Basedonthefactthattransportingpipeisunderinter—actionofwaveandcurrentfromoutsideandslurryfrominside，rigidpipeandflexiblehosewasanalyzed．Theresultshowthattheshapeoffl

6、exiblehosehasinfluenceontheflowfielddistribu—tion，pressurelossandnodeforceonnodulecollector．Whentheflexiblehoseisatlimitdeformation，solidparticlespartialrefluxleadstoblocking．Maximumnodeforceis3675．4N，whichinfluencesnormaloperationofnodulecollec．tor．

7、Locationofnodulecollectorhasdirecti11flueneeontheshapeofflexiblehose．Whenthewaveisatgrade6．properlychoosingthelocationofnodulecollectorcanreducepressurelossandminingcost．Finally，simulationresultsandconclusionswereverifiedthroughexperiments．KEYWORDS：D

8、eep-Seamining；Flexiblehoseandnodulecollector；Flowfielddistribution；Pressureloss；Simulationanalysis1引言由于陆地资源的日益匮乏和经济增长对矿产资源的需求量增大，人类将目光聚焦到海底资源。位于国家管辖海域以外的国际海底区域蕴藏着极为丰富的矿产资源。许多国家正在加大投资力度进行研究开发，为‘海洋经济时代’的到来做技术储备⋯。根据加利福利亚大学Mero教授估计，太平洋海底的多金属锰结核和多金属钴结核有1．