单泵及双泵串联泥沙输送动态特性研究

摘要

中国江河湖泊众多，泥沙淤积问题严重，大量淤积的泥沙使得河湖的行、蓄洪能力下降，对人民的生命财产造成威胁，对长江黄河等水域进行清淤疏浚已成为一项长期和艰巨的任务。 在河湖疏浚及港口航道建设工程中，广泛应用绞吸式和耙吸式挖泥船。这些类水力式挖泥船，均采用泥泵、管道输送泥沙。泥沙输送过程动态特性直接关系到挖泥船作业的安全性和经济性，因而受到疏浚界的广泛关注。本文利用计算机VisualBasic编程语言，在对泥泵输沙管道系统进行数学描述的基础上，建立了泥泵启动、充水、输沙的动态仿真模型。针对不同土质特性，对单泵、双泵串联输送进行了仿真计算，得到了泥泵转速、扬程、柴油机扭矩及功率、泥泵入口压力、管道流速等一系列参数随时间的变化过程，揭示了疏浚过程中可能发生泥泵汽蚀、机组过载、管道流速低于临界流速等一系列不利现象。本文工作有助于进一步认识泥沙输送过程，为挖泥船安全高效运行和泥沙长距离输送提供了有益的参考依据。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1疏浚业发展概况

1.1.1疏浚的作用

1.1.2疏浚的种类

1.1.3琉浚的设备

1.1.4疏浚业概况

1.1.5中国疏浚业的发展

1.2泥沙输送及其动态特性仿真的意义

1.2.1疏浚物输移方式

1.2.2管道水力输送技术

1.2.3泥泵及管道输送泥沙仿真的意义

1.3本文工作及结构

第二章泥泵—输沙管路系统数学模型

2.1泵基本参数及相似原理应用

2.1.1泥泵主要工作参数

2.1.2相似原理应用

2.2柴油机扭矩限制

2.3泥泵柴油机组旋转运动

2.4泥泵扬程

2.4.1泥泵清水扬程

2.4.2泥泵输送泥沙时的扬程

2.5管道输沙阻力损失

2.5.1浆体及物料的物理性质

2.5.2管道内浆体流动的阻力特性

2.5.3水平管道阻力计算模型

2.5.4倾斜及垂直管道阻力计算模型

2.5.5局部阻力损失

2.5.6疏浚管路总的阻力损失

2.6管道内浆体动态流速

2.7泥泵效率

2.7.1拟合曲线

2.7.2近似求解

2.8汽蚀限制

2.8.1汽蚀现象

2.8.2泥泵入口压力计算

2.8.3有效汽蚀余量和必需汽蚀余量

2.9浆体临界流速限制

2.9.1临界流速定义

2.9.2临界流速的计算

2.9.3输送流速与临界流速的关系

本章小结

第三章单泵仿真及分析

3.1 Visual Basic程序编制

3.1.1仿真原理

3.1.2数学模型

3.1.3仿真流程

3.2仿真实例的初始参数及管路布置

3.3动态特性参数变化过程及分析

3.3.1启动、充水过程分析

3.3.2输沙过程分析

3.4块状介质波仿真

3.5结论

本章小结

第四章双泵串联输沙仿真及分析

4.1双泵串联工作原理

4.1.1串联

4.1.2双泵串联的启动、停机

4.2仿真实例的初始参数及管道布置

4.3动态特性参数变化过程及分析

4.3.1仿真过程

4.3.2仿真过程分析

4.3.3总结

本章小结

第五章结束语

参考文献

致 谢