[发明专利]一种测定绞吸挖泥船排泥管线泥浆阻力系数的方法

说明书

一种测定绞吸挖泥船排泥管线泥浆阻力系数的方法，通过调整各泥浆浓度下的泥泵转速，记录最后一级泥泵排压及泥浆流速，并结合排泥管线首尾高差和施工区天然土密度，计算整条管线在各泥浆浓度下不同泥浆流速所对应的泥浆阻力系数，再根据泥浆阻力系数计算值拟合各泥浆浓度下整条排泥管线泥浆阻力系数与泥浆流速之间的函数关系，并以该函数关系为基础代入实时泥浆浓度和流速，计算确定绞吸挖泥船整条排泥管线实时泥浆阻力系数。本发明克服了传统方法需对不同材质管路沿程阻力损失和管路附件局部阻力损失分别进行测量的缺点，具有快速、高效和可靠的特点，对大型绞吸挖泥船快速、合理确定泥浆输送施工参数具有积极的意义。

技术领域

本发明涉及管道水力输送技术领域，特别是一种测定绞吸挖泥船排泥管线泥浆阻力系数的方法。

背景技术

现有技术中，绞吸挖泥船排泥管线泥浆阻力系数计算需根据土质特性和现场管线铺设情况，在施工时现场测定不同材质管路的沿程阻力损失及附件的局部阻力损失，确定不同材质管路的阻力系数及管路附件的局部阻力损失系数。这种确定方法效率低，耗时长，成本高，并且当施工土质、管线工况发生变化时难以迅速确定整条排泥管线阻力损失，影响船舶施工安全性和生产效率。为提高当前疏浚吹填工程施工工艺水平和生产效率，完善各施工主体之间协作机制，从总体上达到高效率、低能耗和环保施工的目的，需要有一种更快速、更准确的绞吸排泥管泥浆阻力系数公式的测定方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种基于整条排泥管线泥浆阻力系数的快速测定方法。

为达到上述发明目的，本发明的采用下列技术方案，一种测定绞吸挖泥船排泥管线泥浆阻力系数的方法，包括如下步骤：

步骤1：测定排泥管线首尾之间的高差，以及绞吸船施工区天然土密度。

步骤2：排泥管线出口泥浆压力为0，最后一级泥泵排压即为排泥管线首尾之间的压力差，为。

步骤3：绞吸挖泥船在施工时控制泥浆浓度为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%，在各浓度下控制泥泵转速由80%额定转速逐步提高至100%额定转速，每5分钟泥泵转速提高1%，分别采集各泥浆浓度对应的泥浆流速、最后一级泥泵排压，采集数据时间间隔10秒，分别计算各泥浆浓度和泥泵转速所对应的平均泥浆流速和平均泥泵排压，其中为泥浆浓度，为泥泵转速。

步骤4：采用下式计算整条排泥管线泥浆阻力系数，

式中，为海水密度，为重力加速度。

步骤5：采用最小二乘法拟合泥浆浓度分别为5%,10%···40%时整条排泥管线泥浆阻力系数与泥浆流速之间的函数关系。

步骤6：将实时测定的泥浆流速和浓度代入函数，计算确定整条排泥管线实时泥浆阻力系数。

本发明的突出优点是以整条排泥管线为对象计算泥浆阻力系数，通过短时间内按照既定的泥浆浓度和泥泵转速进行施工，采集泥浆流速和最后一级泥泵排压，即可采用最小二乘法计算原理拟合出不同泥浆浓度下整条管线泥浆阻力系数与泥浆流速之间的函数关系。本发明克服了传统方法需对不同材质管路沿程阻力损失和管路附件局部阻力损失分别进行测量的缺点，具有快速、高效和可靠的特点，对大型绞吸挖泥船快速、合理确定泥浆输送施工参数具有积极的意义。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合实施例以及附图对本发明作进一步的描述。