近海垃圾自动收集船主体结构的设计与研究

发布时间：2020-04-23 09:25

【摘要】：近年来,随着世界经济的迅速发展,海洋垃圾越来越多,对沿海城市以及海洋生物造成严重影响,各国针对此种情况设计了很多海洋垃圾的打捞设备,但由于其成本高、效率低、工作坏境恶劣等缺点并没有进行过大批量的推广使用。本文根据近海水域的特点,设计了一种适用于近海环境的垃圾自动收集船,该垃圾船不仅能够打捞海洋漂浮垃圾,而且具备水陆两用性能,可连续作业,同时实现收集、运输、卸载的全过程自动化,装置结构简单,便于操作维修,成本低,适合沿海水域的垃圾收集工作。本文主要研究工作如下:(1)针对海洋漂浮垃圾收集装置的应用研究现状作了简要概括,介绍了国内外海洋垃圾收集方式,归纳总结现有垃圾收集装置存在的问题,以便有针对性地对近海垃圾收集设置进行设计、分析与研究。(2)根据现代机械方法学,遵循总体方案的设计原则,依次设计各个子部件,然后利用三维软件将子部件装配成完整的近海垃圾自动收集船,并对其主要部分进行参数计算和选型。(3)对近海垃圾自动收集船进行静力学仿真分析,确定满足设计要求,考虑收集船在海浪谱荷载作用下,分析收集船的瞬时响应,从而确定收集船船体的能够承受随机载荷产生的最大变形,确保船体的安全。(4)通过结构尺寸的优化,在最小安全系数基本不变和船体质量略有减小的情况下,提高了船体结构的刚度和强度。不仅减少了船体结构钢的用量,减轻了重量,而且提高了船体的承载能力,具有较好的实用意义。(5)以近海垃圾自动收集船的喷水推进器为研究对象,先简单介绍计算流体力学及常用的软件为下一步的计算打下基础。然后建立喷水推进器三维模型,应用计算流体力学软件Fluent,对喷水推进器的流场进行仿真计算分析,研究在不同进水流道长度和管径下的流场性能,为长流道工况下如何改善喷水推进器推进性能提供参考。
【图文】：

近海垃圾自动收集船主体结构的设计与研究的浒苔堆积厚度高达 0.5 米，，部分海岸线甚至超过 1 米的堆积厚度。同时堆积在一起的浒苔经高温暴晒后发霉变质，形成一条沿着海岸线的大面积浒苔污染带。并且由于浒苔的生长速度快，周期短，青岛外海的浒苔连续不断的漂移到近海海域[13-16]。据有关数据统计，这次浒苔灾害影响海域面积超过 13000 平方千米，给青岛地区浒苔打捞工作增加了巨大工作量。由此可见，海洋垃圾对生态、资源存在毁灭性的破坏，对整个人类构成巨大威胁。

洋漂浮垃圾收集装置的应用现状及研究概括洋漂浮垃圾收集装置的应用现状于海洋垃圾持续增多，造成的影响也日益严重，各国政府对海洋漂重视，在制定法律、法规全力控制排放海洋垃圾的同时纷纷采取各回收海洋漂浮垃圾[17]，有以下几种方式：1）人工手动清理海洋漂浮垃圾，如图 1-2 所示。由于海洋多风浪的大了海上人工打捞垃圾的难度，同时人工打捞海洋垃圾时对船只的因此，人工打捞海洋垃圾成本高，效率低，作业环境艰苦[18]。例如县的三盘港，为了处理海洋漂浮垃圾，最先采取的办法是鼓励当地船来进行垃圾清理回收或在渔港沿岸和海上设置垃圾收集站点，同和站点给予一定补助[19]。由于海洋垃圾越来越大，洞头县不得不向专业化垃圾清理运作，可见人工清理垃圾需要的人工、时间和成
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U674.247

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本文编号：2637584