耙吸式挖泥船耙头冲水系统喷嘴布局的优化研究
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  • 英文篇名:Research on Nozzle Layout Optimization of the Rake Head Flushing System on Trailing Suction Hoper Dredger
  • 作者:刘昊阳 ; 伍骏 ; 孟治金 ; 崔显 ; 陈熙宇 ; 方珍龙
  • 英文作者:LIU Haoyang;WU Jun;MENG Zhijin;CUI Xian;CHEN Xiyu;FANG Zhenlong;School of Energy and Power Engineering, Wuhan University of Technology;CCCC Guangzhou Dredging Co., Ltd.;
  • 关键词:耙吸挖泥船 ; 耙头冲水系统 ; 喷嘴布局 ; 水射流 ; 泥沙破碎 ; 计算流体动力学(CFD)
  • 英文关键词:trailing suction hoper dredger;;rake head flushing system;;nozzle layout;;water jet;;sediment crushing;;computational fluid dynamics(CFD)
  • 中文刊名:CANB
  • 英文刊名:Ship Engineering
  • 机构:武汉理工大学能源与动力工程学院;中交广州航道局有限公司;
  • 出版日期:2019-03-25
  • 出版单位:船舶工程
  • 年:2019
  • 期:v.41;No.265
  • 基金:国家自然科学基金青年项目(No.51706161);; 国家级大学生创新创业训练计划(20181049705012);; 武汉理工大学自主创新研究基金(2018NDB107)
  • 语种:中文;
  • 页:CANB201903018
  • 页数:7
  • CN:03
  • ISSN:31-1281/U
  • 分类号:79-84+89
摘要
基于计算流体动力学基本理论,分析水射流冲击硬质黏土过程中产生的冲击压力,比较不同喷嘴间距及排列方式对靶物冲击效率的影响。选取单排和双排流场模型,用Fluent软件进行数值模拟,进行网格无关性验证,发现模拟结果与已有的试验数据对比的误差为5.53%。研究结果表明:合理减小喷嘴间距能够增强高压冲水系统对泥沙的破碎能力,单排排列方式时,喷嘴间距L不宜大于126mm;间距过小,高压水射流冲击靶面形成的回流会削弱射流的发展,降低高压射流对泥沙的破碎效率;间距过大,则会导致靶面上两高压射流之间有压力较低的区域形成沙脊。双排时,喷嘴采用正三角形排列,可有效消除沙脊,且双排交叉排列对靶距变化具有较强的适应性。
        Based on the basic theory of computational fluid dynamics, the impact pressure generated by wet jet on hard sediment is analyzed, and the influence of different nozzle spacing and arrangement on the impact efficiency of the target is compared. Numerical simulation is carried out by using single row and double rows models. Fluent is used to perform numerical simulation and the grid-independent verification is carried out. The error between the simulation results and the existing test data is found to be 5.53%. The results show that the reasonable reduction of the nozzle spacing can enhance the crushing capacity of the high pressure flushing system. In the single row arrangement, the nozzle spacing L should not be higher than 126 mm. If the spacing is too small, the backflow of the high pressure water jet impacting on the target surface will weaken the development of the jet and cause the pressure distribution which will reduce the crushing efficiency of the high pressure jet on the sediment. If the spacing is too large, the two high pressure jets on the target surface will have a low pressure area, and the sand ridge will be formed. In the double rows arrangement, the nozzle is arranged in a equilateral triangle, which can effectively remove sand ridges, and the double rows cross arrangement has strong adaptability to the change of target distance.
引文
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