[发明专利]水力疏浚船舶及其排泥管线、排泥管线缩口的确定方法

说明书

本发明提供一种水力疏浚船舶及其排泥管线、排泥管线缩口的确定方法，该方法包括：根据排泥管线连通的泥泵性能曲线，通过泥泵的额定总功率确定额定流量以及理想泥浆浓度下泥泵提供的理想扬程；在理想泥浆浓度下，计算泥浆沿排泥管线输送后泥泵的损失扬程；根据理想扬程与损失扬程的差值，确定排泥管线缩口处的实际扬程值；根据排泥管线缩口处的实际扬程值，确定排泥管线缩口处的势能转换为动能时对应的泥浆流速；根据缩口处的泥浆流速和额定流量计算确定新缩口的面积。本发明能够合理地匹配排泥管线的缩口，以使排泥管线与泥泵性能相匹配。

技术领域

本发明涉及疏浚吹填水力工程技术领域，特别涉及一种水力疏浚船舶及其排泥管线、排泥管线缩口的确定方法。

背景技术

绞吸式挖泥船舶、耙吸式挖泥船舶等水力疏浚船舶，在排泥过程中，为保证排泥的施工效率和泥泵的运转安全，需要泥泵特性与排泥管线特性相匹配。在排泥管线较短时，通过调节泥泵驱动装置转速，无法达到泥泵性能与管线性能相匹配的效果，通常采用在排泥管线的出口加装缩口的方式解决。目前，排泥管线出口加装缩口的规格尺寸主要凭借经验，尚无科学准确的计算方法，使用过程经常出现因缩口规格尺寸选择不合理引起的排泥管线堵塞或泥泵超负载运行等危险情况。缩口选择不合理，不仅会影响施工效率，还会对船舶设备造成极大安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供了一种水力疏浚船舶及其排泥管线、排泥管线缩口的确定方法，能够合理地匹配排泥管线的缩口，以使排泥管线与泥泵性能相匹配。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种排泥管线缩口的确定方法，包括：

步骤一，根据排泥管线连通的泥泵性能曲线，通过泥泵的额定总功率确定额定流量以及理想泥浆浓度下泥泵提供的理想扬程；

步骤二，在理想泥浆浓度下，计算泥浆沿排泥管线输送后泥泵的损失扬程；

步骤三，根据理想扬程与损失扬程的差值，确定排泥管线缩口处的实际扬程值；

步骤四，根据排泥管线缩口处的实际扬程值，确定排泥管线缩口处的势能转换为动能时对应的缩口处的泥浆流速；

步骤五，根据缩口处的泥浆流速和额定流量计算确定新缩口的面积。

进一步的，本发明提供的排泥管线缩口的确定方法，根据排泥管线的总长度和每米水头损失值的乘积，计算泥泵沿排泥管线输送后泥泵的损失扬程，其中每米水头损失值的计算公式如下：

上述公式中，

其中，

m为泥浆；

ΔL为某段排泥管线的长度；

Δh为泥浆通过某段长度为ΔL的排泥管线的水头损失值；

为泥浆通过每米排泥管线的水头损失值；

λ_m为排泥管线泥浆摩阻系数；

v为泥泵设定泥浆在排泥管线内的流速；

D为排泥管线的内径；

g为重力加速度；

γ_m为泥浆密度；

w为清水；

λ_w为排泥管线清水摩阻系数；

C为土颗粒体积浓度；

K_D为实验系数；

s为颗粒；

γ_s为土颗粒密度；