吸泥管结构对耙头流场的影响开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1研究背景

近年来,由于耙吸挖泥船具有能够独立完成挖、装、运、卸、吹填等疏浚全过程作业,并能自换场地,且具有作业时不碍航的特点,,在市场竞争和工作状况等方面拥有诸多优势,并随着技术的发展,耙吸挖泥船的应用不仅仅局限在传统的航道整治、防洪抢险和农田水利建设等领域,也逐渐延伸到建设大型港口、吹填造地、建设人工岛屿、海底管道铺设、采矿、水域清污以及海防建设等众多领域,在市场需求的推动下,耙吸挖泥船技术研究逐渐成为热点。

耙头是耙吸挖泥船重要疏浚设备之一,它的基本结构由固定体、活动罩、短轴、衬套、喷嘴、挡板、耙齿、连杆插销、引水窗、格栅等组成。它安装在耙吸管最下端,挖泥作业时耙头紧贴水底泥面,在船的拖曳下松土挖泥,依靠泥浆泵和吸泥管(耙吸管)清除在海床上被挖的泥沙,泥浆泵启动后,吸泥管在压差作用下借助水流冲刷将海床上的泥沙。其中耙头疏松水底泥砂是有三种方式和特点:

第一种方式是冲刷。由泥泵提供动力,泥泵在运转时使耙头吸口附近产生真空,耙头周围的水以高速从缝隙中进入耙头内,运动的水流带动泥砂形成冲刷。这种方式在挖掘淤泥、松散砂时十分有效。

第二种方式是高压冲水。利用舱内高压冲水提供的压力水经管路到耙头内,再由底部一排喷嘴射出。疏浚土质在高速水柱的作用下被切割、冲散,并将泥砂颗粒悬浮,在耙头真空作用下被吸入泥泵。这种方式对中细砂、密实细砂效果很好,目前已被国内外疏浚厂商广泛使用。

第三种方式是机械切削。安装在耙头底部的耙齿在挖泥拖曳时耙齿深入土中,象农村耕田犁地一样利用机械方式破土切削,使泥砂松散,与水混成泥浆被吸入泥泵。

早期的耙头主要靠冲刷原理来挖淤泥。后来在冲刷条件下又增加了机械切削。目前使用的耙头大多是以上三种方式的有机组合,进一步提高挖泥浓度,其性能直接决定耙吸挖泥船的生产效率和生产成本,耙吸式挖泥船在南海吹填造陆发挥了至关重要的作用位于我国漫长海岸线上的主要港口与进港航道的底质复杂多变, 经常会遇到密实板结粉土、细沙和硬质粘土的情况, 这种难挖的土质直接影响了耙吸挖泥船的生产效率和施工进度,对于硬质黏土,耙头工作时常常会造成堵耙的现象,如何解决耙吸船在这些疏浚工程高效率作业的问题,是扩大耙吸挖泥船适用范围的一个重要方向,需要对耙头内流场进行分析,对其结构优化提出建议,为耙头设计提供有价值的参考。

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