由于深海多金屬結(jié)核礦區(qū)的海洋環(huán)境復雜多變,深海采礦系統(tǒng)作業(yè)時受到海浪、洋流和腐蝕等惡劣條件的影響。深海集礦系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性是工程設計和應用的核心。經(jīng)過多年研究和實踐,我國目前已確定采用水力集礦的技術(shù)方案進行深海資源礦產(chǎn)的開采。該深海采礦系統(tǒng)主要由水面平臺、水下輸送系統(tǒng)和履帶式集礦機三部分組成,而水下輸送系統(tǒng)由揚礦軟管、硬管、中繼倉及揚礦泵等組成。揚礦軟管連接集礦機和中繼艙,承擔將集礦頭采集的礦漿輸送到中繼艙的任務。本文針對深海采礦系統(tǒng)不同構(gòu)形的揚礦軟管進行流固耦合研究,為輸送系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性設計提供數(shù)據(jù)支持。集礦機在海底進行采礦作業(yè)時,其作業(yè)范圍是由揚礦軟管的長度決定的;同時,揚礦軟管的空間構(gòu)形決定著軟管對集礦機拖曳力的大小和礦漿輸送的安全性,良好的空間構(gòu)形設計有利于確保集礦機的穩(wěn)定作業(yè)和礦物的安全輸送。本文以1000米海深處長達100米的揚礦軟管為研究對象,以集礦機在作業(yè)范圍中間點處形成的軟管構(gòu)形為參考構(gòu)形,基于有限元理論,建立兩端為固定約束的軟管在穩(wěn)定外流（洋流）和葉輪驅(qū)動的內(nèi)流共同作用下的流固耦合動力學模型,研究單拱和雙拱兩種不同構(gòu)形軟管在不同內(nèi)流和外流共同作用下的動力響... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１深海米礦系統(tǒng)不意圖??

以集礦機為起點的５０ｍ軟管中，共有２種布置浮力球的方法。如分別在離集礦機８ｍ到２０ｍ、３５ｍ到４５ｍ的軟管上連續(xù)布置６６個�。保叮罚叮矗蔚母×Γ纬呻p拱構(gòu)形的軟管。如圖３．４所示，在離集礦機１２軟管上連續(xù)布置６６個浮力球，提供１６７６４Ｎ的浮力，形成單拱構(gòu)ａｖａ７?ｒ＼Ｊ?□??圖３．３雙拱構(gòu)形軟管示意圖?圖３．４單拱構(gòu)形軟管示意圖??首先建立采礦船、軟管和集礦機三個子系統(tǒng)的虛擬樣機模型，相互之

用浮力球作為浮力材料，如圖３．２所示。雙拱和單拱構(gòu)形及浮力布置示意圖如圖??３．３－３．４?所示。??ＩＳＯＭＥＴＲＩＣ?ＶＩＥＷＳ??ｆｔＣＡＬＢ?１?：￣４??圖３．２浮力球形狀示意圖（長沙礦冶研究院提供）??在以集礦機為起點的５０ｍ軟管中，共有２種布置浮力球的方法。如圖３．３??所示，分別在離集礦機８ｍ到２０ｍ、３５ｍ到４５ｍ的軟管上連續(xù)布置６６個浮力球，??提供１６７６４Ｎ的浮力，形成雙拱構(gòu)形的軟管。如圖３．４所示，在離集礦機１２ｍ到??３４ｍ的軟管上連續(xù)布置６６個浮力球，提供１６７６４Ｎ的浮力，形成單拱構(gòu)形的軟??管。＇??

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：2984540