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%。     

挖泥船泥泵系统设计初探

本文作者结合具体挖泥船的设计对泥泵系统作了一些探索，并简要阐述了１７５０ｍ＾３／ｈ绞吸式挖泥船泥泵系统设计的顺序和方法。     

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。     

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。     

绞吸挖泥船短排距工况下泥泵节能技术

针对3500 m3/h系列绞吸挖泥船在较短管线输送距离时采用缩口减小流量的问题,通过对舱内泥泵和水下泥泵的叶轮进行叶片改型优化,实现泥泵扬程和功率的降低,并将改型叶轮应用于南通海门某疏浚工程.结果表明,"新海鹭"轮泥泵更换改型叶轮后,在3.4 km排距下采用双泵串联输送粉砂土质泥浆,两泵功率降低约500 kW,油耗减少...     

绞吸式挖泥船泥泵和柴油机性能匹配探讨

本文结合１７５０ｍ＾３／ｈ绞吸式挖泥船设计，对泥泵和柴油机功率匹配进行了探讨。     

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。     

空气助送泥技术的研究与应用

河道清淤最有效的装备首推绞吸式挖泥船.它能将挖泥、输泥作业连续不间断地完成,且工效高、适应土质能力强、作业成本低,是疏浚、清淤、吹填造地、加固堤防的主力船舶.现代河道清淤、大堤加固工程浩大,但现有绞吸式挖泥船的最大排距仅为2 000m,排泥距离不够往往使工期延长.为解决延长排距问题,传统方法是在排泥管上加设接力泵站.其优点是技术成熟、可靠,延长输泥的效果亦较好.但是,接力泵站初投资过高,往往使船东望而却步.     

绞吸挖泥船疏浚系统三维设计研究

以某大型绞吸挖泥船为例,应用参数化软件PROE进行疏浚系统三维设计,探索三维软件设计效果。研究表明,PROE应用于绞吸挖泥船疏浚系统三维设计切实可行。PROE可以满足疏浚系统建模、装配、布置、出工程图、运动仿真和有限元分析等不同的设计需求。该研究对船舶三维设计推广有一定参考价值。     

离心泵叶轮进口前非定常流动研究

以一离心泵为对象,进行模型泵叶轮进口前非定常流动的PIV试验及数值模拟。基于PIV试验结果可知,在不同流量工况下,吸入管内均存在着较为强烈的预旋流动,预旋流的方向与叶轮旋转方向一致。且泵偏离设计流量工况越大、与叶轮距离越近,预旋流的绝对速度越大。同时,应用数值模拟的方法,详细分析了吸入管内部流场中涡线、压力脉动等的非定常变化,得出在小流量工况下,吸入管内非定常预旋流动将会引起与叶轮转频较为接近的压力脉动,从而对整个泵系统造成严重危害。     

叶轮参数对020Q84喷水推进轴流泵性能的影响

轴流泵作为喷水推进器的核心部件具有推进效率高、抗空化能力强、噪声低等优点,运用计算流体动力学CFD软件-FLUENT基于标准k-ε紊流模型及SIMPLE算法对020Q84喷水推进轴流泵内部流场及其运行特性进行三维数值模拟,探讨了叶轮参数对轴流泵性能的影响.该研究对轴流泵设计人员具有一定的参考价值.     

大型绞吸船最小挖宽和挖深的计算方法

针对大型绞吸挖泥船进行硬底质航道疏浚施工时,其最小挖宽和挖深受到限制的问题,提出通过计算确定绞吸船最小挖宽和挖深的解决方案。分别依据标准规范和船舶几何尺寸,考虑多种波浪条件下的绞吸船最小挖深挖宽计算方法,得出某工程大型绞吸船在进行航道施工时的最小挖宽和挖深,经工程实践证明该方法可行。     

提高绞吸式挖泥船施工能效的探讨

根据多年现场疏浚施工管理经验,从调整土质开挖厚度、完善施工工艺、科学布设挖泥管线等方面提出多种提高绞吸式挖泥船施工能效的方法.实践表明,这些方法的运用降低了绞吸船式挖泥船施工的成本,节约了能耗,取得了很好的经济效益.     

吹填料变化对船机施工效率的影响

以厦门环东海域综合整治建设工程为实例,介绍采用水力学的原理进行清水测验的方法,分析吹填粗砂及圆砾石导致绞吸船施工效率降低的过程.