發(fā)布時(shí)間：2017-09-08 01:19

  本文關(guān)鍵詞：盾構(gòu)泥漿處理系統(tǒng)用除泥器設(shè)計(jì)及粒徑控制實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 盾構(gòu) 泥水 水力旋流器 數(shù)值模擬 分離效率

【摘要】：隨著地面交通日益擁堵,地下交通項(xiàng)目在很多城市紛紛開(kāi)工建設(shè),泥水平衡盾構(gòu)技術(shù)因其對(duì)地層適應(yīng)性好,施工效率高等優(yōu)勢(shì)被廣泛使用,此技術(shù)中涉及到泥水處理合理處置問(wèn)題是泥水平衡盾構(gòu)施工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)盾構(gòu)泥漿處理問(wèn)題的研究較少,而且大多是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),缺少理論分析。本文在廣泛調(diào)研國(guó)內(nèi)外盾構(gòu)泥水處理方案的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了泥水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì),其組成主要包括振動(dòng)篩,除砂器、除泥器、臥螺式離心機(jī)、泥漿泵。系統(tǒng)首先對(duì)泥漿進(jìn)行篩分去除大粒徑顆粒,然后通過(guò)兩級(jí)水力旋流器進(jìn)行小顆粒去除和粒徑控制的處理流程。為了提高泥水分離效果,針對(duì)泥水分離系統(tǒng)中的核心裝置除泥器,在常規(guī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,使用數(shù)值模擬的方法對(duì)除泥器內(nèi)部流場(chǎng)和結(jié)構(gòu)對(duì)處理性能的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。使用單因素優(yōu)化的方法對(duì)除泥器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化設(shè)計(jì)后的除泥器對(duì)顆粒的分級(jí)能力有了較大的提升,相對(duì)于優(yōu)化前其分級(jí)效率提高了12%。在切向入口水力旋流器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了軸向入口水力旋流器的設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬,模擬結(jié)果顯示軸向入口水力旋流器具有更穩(wěn)定的流場(chǎng),更高的分離效率和更小的壓降損失。為了對(duì)旋流器分離性能進(jìn)行進(jìn)一步探究,使用設(shè)計(jì)的小處理量旋流器樣機(jī)進(jìn)行泥漿分離實(shí)驗(yàn),旋流器對(duì)泥漿具有較好的分級(jí)效果并且入口流量的變化對(duì)旋流器分離性能有較大影響。另外針對(duì)泥漿循環(huán)過(guò)程中因細(xì)小顆粒大量累計(jì)造成泥漿劣化的問(wèn)題,進(jìn)行了碟式離心機(jī)應(yīng)用于泥漿中細(xì)小顆粒分離的可行性實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)證明碟式離心機(jī)對(duì)泥漿具有較好的澄清效果,分離效率在90%以上。本課題的研究為泥水分離系統(tǒng)的優(yōu)化與效率提供了理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù),為實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)泥水的高效率分離提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：盾構(gòu) 泥水 水力旋流器 數(shù)值模擬 分離效率
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.39
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-27
• 1.1 研究背景及意義15
• 1.2 泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的原理15-17
• 1.3 盾構(gòu)泥漿處理應(yīng)用現(xiàn)狀17-23
• 1.3.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀18-21
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀21-23
• 1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)方案23-27
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.4.2 技術(shù)方案24-27
• 第二章 泥漿處理流程方案設(shè)計(jì)27-39
• 2.1 系統(tǒng)方案及主要設(shè)備介紹27-30
• 2.1.1 方案設(shè)計(jì)27
• 2.1.2 振動(dòng)篩27-28
• 2.1.3 旋流器28
• 2.1.4 臥螺式離心機(jī)28-29
• 2.1.5 調(diào)整罐29-30
• 2.2 設(shè)備選型計(jì)算30-38
• 2.2.1 泥水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)30
• 2.2.2 振動(dòng)篩的選型30-31
• 2.2.3 泵的選型與校核31-32
• 2.2.4 除砂旋流器的設(shè)計(jì)與選型32-37
• 2.2.5 臥螺式離心機(jī)的選型37-38
• 2.3 本章小結(jié)38-39
• 第三章 除泥用切向入口旋流器結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)39-43
• 3.1 旋流器結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)39-41
• 3.1.1 主直徑的計(jì)算40
• 3.1.2 入口尺寸40-41
• 3.1.3 溢流口和底流直徑41
• 3.1.4 溢流管進(jìn)入深度和錐角41
• 3.1.5 旋流器柱體長(zhǎng)度41
• 3.2 旋流器整體結(jié)構(gòu)41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第四章 除泥用切向入口旋流器的數(shù)值模擬43-69
• 4.1 物理模型與邊界條件設(shè)置43-46
• 4.1.1 網(wǎng)格劃分43-45
• 4.1.2 計(jì)算模型選擇與簡(jiǎn)化假設(shè)45
• 4.1.3 流場(chǎng)邊界條件與收斂性判定45-46
• 4.2 模擬結(jié)果及分析46-53
• 4.2.1 速度分布46-51
• 4.2.2 壓力分布51-52
• 4.2.3 分離性能52-53
• 4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)分離性能的影響53-64
• 4.3.1 分離性能評(píng)定參數(shù)選取53-55
• 4.3.2 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)分離性能的影響55-63
• 4.3.3 旋流器參數(shù)優(yōu)化結(jié)果63-64
• 4.4 流量變化對(duì)旋流器流場(chǎng)分布及分離性能的影響64-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 除泥用軸向入口旋流器設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬69-81
• 5.1 軸向入口水力旋流器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)69-71
• 5.2 軸向入口旋流器的數(shù)值計(jì)算及分析71-78
• 5.2.1 旋流器內(nèi)部流場(chǎng)分布72-76
• 5.2.2 固液兩相分布76-77
• 5.2.3 溢流管對(duì)旋流器分離性能的影響77-78
• 5.3 兩種旋流器對(duì)比78-79
• 5.4 本章小結(jié)79-81
• 第六章 實(shí)驗(yàn)部分81-97
• 6.1 旋流器分離性能實(shí)驗(yàn)81-91
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及流程介紹81-82
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方案82-84
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析84-91
• 6.2 碟式離心機(jī)應(yīng)用于泥漿澄清的實(shí)驗(yàn)研究91-96
• 6.2.1 碟式離心機(jī)分離原理及可行性分析91-93
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介93-94
• 6.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析94-96
• 6.3 本章小結(jié)96-97
• 第七章 結(jié)論與展望97-99
• 7.1 結(jié)論97-98
• 7.2 展望98-99
• 參考文獻(xiàn)99-103
• 致謝103-105
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文105-107
• 作者和導(dǎo)師介紹107-108
• 附件108-109

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：811028