海上溢油回收人工水母装置模型的特征分析与试验研究

发布时间：2020-04-07 00:31

【摘要】： 本项目来源于国家自然科学基金资助项目(No.50379024)和上海市重点学科资助项目(T0601)。并且对已研制出的溢油回收人工水母装置结构申请了专利;一种水面溢油回收器(申请专利号为200610118209.3)。 海上溢油控制与回收是海洋环境保护中的世界性难题之一。从目前国内外海上溢油回收技术的研究现状来看,在恶劣海况条件下,海上溢油回收问题并没有得到很好的解决。本课题首次应用仿生机械学原理,仿照天然水母设计出溢油回收人工水母试验装置。本文在前人研究的基础上,研制出了溢油回收人工水母试验装置,并重点对该试验装置模型进行了特征分析和试验研究。本文完成的主要工作如下; (1)本文在已设计出的人工水母基本模型结构的基础上,对原有人工水母基本模型结构进行了改进与优化,研制出了实验室条件下的溢油回收人工水母试验装置。 (2)通过对Burgers涡数学模型的重点研究,对溢油回收人工水母装置吸油特性的影响因素进行了定性分析,得出了影响人工水母装置吸油特性的主要因素,主要影响因素有;装置的主轴转速、搅拌叶轮和排水叶轮的结构尺寸、搅拌叶轮的安装位置以及溢油的自身特性等。 (3)根据溢油回收人工水母装置模型的旋涡理论分析,从简单到复杂设计了三个不同阶段的试验方案;可行性试验、主要参数匹配试验和吸油特性试验。解决了在人工水母试验装置壳体内部流场极其复杂条件下,流场相互干扰问题、进口流量与出口流量匹配问题、主轴转速与叶轮安装位置的匹配问题等,为人工水母装置吸油特性试验研究创造了条件。 (4)重点对人工水母试验装置模型的吸油特性进行了试验研究。分四种工况条件进行了主轴转速与溢油回收效率关系的试验,对四种工况条件的试验结果进行了原因分析。 (5)通过对人工水母试验装置模型的试验研究,对现有人工水母装置模型提出了改进措施。
【图文】：

在单螺杆泵的吸油口处使用螺纹与中心搅拌轴连接。经过对单螺杆泵厂家调研，最后确定采用上海利工泵业生产的RBZOD型号的单螺杆泵。以上是人工水母试验装置模型各组成部分的详细结构设计。下面图2一2所示为人工水母装置总体设计的3D效果图，图2一3所示为研制出的实验室条件下的人工水母试验装置模型。图2一2人工水母装置总体效果图图2一3实验条件下的人工水母试验装置模型2.3小结本章首先简要介绍了滋油回收人工水母基本结构模型。在此基础上，结合实际试验需要，，作者研制了实验室条件下的滋油回收人工水母试验装置。主要研制工作包括:人工水母壳体、管道、排水叶轮和搅拌叶轮、中心搅拌轴，以及电动机和吸油泵的选择等。重点设计了人工水母试验装置动力源系统，通过一根中心搅拌轴将单螺杆泵(回收滋油)、搅拌叶轮(形成旋祸)和排水叶轮(排水)的动力源统一到一台变频电机上，使试验装置结构大大简化。为下一步的试验研究打下了坚实的基础。

在单螺杆泵的吸油口处使用螺纹与中心搅拌轴连接。经过对单螺杆泵厂家调研，最后确定采用上海利工泵业生产的RBZOD型号的单螺杆泵。以上是人工水母试验装置模型各组成部分的详细结构设计。下面图2一2所示为人工水母装置总体设计的3D效果图，图2一3所示为研制出的实验室条件下的人工水母试验装置模型。图2一2人工水母装置总体效果图图2一3实验条件下的人工水母试验装置模型2.3小结本章首先简要介绍了滋油回收人工水母基本结构模型。在此基础上，结合实际试验需要，作者研制了实验室条件下的滋油回收人工水母试验装置。主要研制工作包括:人工水母壳体、管道、排水叶轮和搅拌叶轮、中心搅拌轴，以及电动机和吸油泵的选择等。重点设计了人工水母试验装置动力源系统，通过一根中心搅拌轴将单螺杆泵(回收滋油)、搅拌叶轮(形成旋祸)和排水叶轮(排水)的动力源统一到一台变频电机上，使试验装置结构大大简化。为下一步的试验研究打下了坚实的基础。
【学位授予单位】：上海海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X55

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本文编号：2617208