喷吸式泥沙采集器固液两相流流动特性的数值模拟

发布时间：2024-04-13 07:42

　　随着湖泊、水库和河流的污染淤塞日益严重,寻找一种有效的清淤方法成为了解决问题的关键,而传统的机械绞吸法和水力单吸法效率低下。日本鹿儿岛大学野崎勉教授研发出一种新式的泥沙采集分离系统,通过设置喷射管,用喷射水流将水下泥沙沉积层充分流动化,然后用吸引流将泥沙等固体颗粒吸引排出,这种方法高效方便,适合在实际中推广。本文以野崎勉教授的泥沙采集分离系统为基础,将其进行一定的简化,用Gambit软件划分网格并导入Fluent中进行模拟仿真分析,以获得泥沙采集器内两相流流动的基本规律。通过多相流体力学的相关理论,对采集器内的两相流流动建立了Euler数学模型和湍流模型,并根据实际情况选择了固液两相的相间曳力模型。然后对影响泥沙采集器工作效率的结构参数和环境参数分别进行了数值模拟,得出了一定条件下各参数的最优范围。最后对泥沙输送管路中数量最多的90°弯管进行了定性的磨损分析,揭示了不同流速、浓度、粒径等条件下弯管的磨损分布规律,为实际作业中减小磨损、延长管路寿命提供了参考意见。

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１绞吸船概念设计图??Ｆｉｇ．?１．１?Ａ?ｄｅｓｉｇｎ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｃｕｔｔｅｒ－ｓｕｃｔｉｏｎ?ｄｒｅｄｇｅｒ??

气举提升法是通过气聚将压缩空气打入泥沙橄积部位，妙气流为载体和动力输送泥??沙源合流，通常为了更好的使沉积层的泥沙得到揽动，吸头处配有绞刀或者高压水射流??装置。气举提升法的示意團如图１．２所示。工作过程为，首先由绞刀或高压水将泥沙沉??积层充分揽动流化，空气由压缩机高速排出，在....

图１．３国巧某企业生产的吹吸式吸头结构??Ｆｉｇ．?１．３?Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ－ｓｕｃｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｂｙ?ｓｏｍｅ?ｄｏｍｅｓｔｉｃ?ｃｏｍｐａｎｙ??

国内也有企业开始注意到水力吹吸技术，开始出现简单的吹吸法。但是这些??技术还处在初始阶段，尚没有发展出系统的理论和高效、系统的装备，设备设计、制造??也相对简单。图１．３是国内某企业生产的一种吹吸装置，从设备大小规模来看，其吹出??口的排列位置、吹出口和吸引曰的比例也没有经过鎮密....

图１．４所示，该装置首先利用泥沙分级采集装置中私部位的喷射管道喷射出高速??

然后通过采用不同流速的吸引流体抽吸不同颗粒在水中的运动特性不同，该装畳可Ｗ通过和采集［Ｉ３］。其结构原理图如图１．４所示。另外采集的同时，实现了对周围水体的保护，进而勉教授发明喷吸式泥沙采集分离技术Ｗ来，在日做成产品投入市场，目前该技术在日本海岸清。??１

图３．１泥沙采集器的外观示意图??

?Ｉ???ｉＴｉｒＹｉ??图３．２泥沙采集器的结构拆分图??Ｆｉｇ．?３．２?Ｔｈｅ?ｓｔｎｉｃｔｕｒｅ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｏｕｂｌｅｔ?ｓａｎｄ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??泥沙采集器底部装有方格状栅板，可ＬｊＡ阻挡一竖漂浮物或杂物进入采集器，防止阻??塞管道。下部喷水硬管....

本文编号：3952702