本文關(guān)鍵詞：海底水力沖射開溝作業(yè)數(shù)值計(jì)算

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【摘要】：作為海上油氣運(yùn)輸?shù)拇髣用},海底管道在海洋石油工程和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。挖溝埋設(shè)是為了對其進(jìn)行保護(hù)的一種有效措施。其中,挖溝埋設(shè)管道的一種專業(yè)設(shè)備就是海底水力沖射式開溝機(jī)。最新研究發(fā)現(xiàn),在沖射開溝機(jī)的設(shè)計(jì)過程中存在很多問題,其中最困難的也是最重要的問題是射流相關(guān)參數(shù)設(shè)置沒有根據(jù),國家與行業(yè)也沒有相關(guān)的理論標(biāo)準(zhǔn),基本上都是依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)置。設(shè)定的射流參數(shù)是否合適無法確定,開溝機(jī)的射流破土能力也就無法最大化地發(fā)揮出來。本文針對海底水力噴射式挖溝機(jī)射流破土技術(shù),以噴射式挖溝機(jī)主要部件噴射泵為研究對象,通過查閱了有關(guān)噴射式挖溝設(shè)備及技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn),歸納總結(jié)了沖射式挖溝機(jī)的關(guān)鍵技術(shù),從中建立了噴射泵的幾何與求解模型。運(yùn)用了數(shù)值計(jì)算的方法,結(jié)合計(jì)算流體動力學(xué)、流體力學(xué)、復(fù)雜流體力學(xué),采用了CFD FLUENT軟件分析計(jì)算了噴嘴錐角角度和擴(kuò)散角度等參數(shù)對沖射式挖溝機(jī)效率的影響,對這些參數(shù)進(jìn)行確定并且對挖溝機(jī)整體進(jìn)行優(yōu)化。第一,通過CFD數(shù)值模擬軟件模擬對挖溝機(jī)開溝效率的影響最大的噴嘴錐角角度、擴(kuò)散角度及喉嘴距,確定噴嘴、擴(kuò)散管和喉嘴距的最優(yōu)改進(jìn)方案。第二,研究了開溝機(jī)在不同工況下的效率,主要采用的方法同樣是數(shù)值模擬方法,確定了噴射泵所需噴射液體的最低速度,并確定了開溝機(jī)在海底所能工作的最大深度與在淺海正常工作最小深度。研究表明:進(jìn)行數(shù)值模擬方案設(shè)計(jì)時(shí)采用單一變量法,既能減少數(shù)據(jù)處理量,又能減少數(shù)值模擬次數(shù),時(shí)間和成本被節(jié)約的同時(shí),數(shù)值模擬效果的全面性也能夠達(dá)到。噴射泵工作效率在噴嘴錐角約為45°、擴(kuò)散角為6~8°、喉嘴距為300mm時(shí)效率都能有很大的提高。噴射泵的效率隨著海底深度的增加和入口流體速度的減小而減小。通過多組數(shù)值模擬及海底工況條件,模擬出開溝機(jī)允許的最大運(yùn)行深度為100m,最淺工作深度為海平面下1.2m,并通過對噴射泵結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化處理后,模擬出開溝機(jī)最淺運(yùn)行深度可達(dá)海平面下0.6m。綜上所述,本文研究成果可對海底水力挖溝技術(shù)提供一定的幫助,也對今后噴射泵的進(jìn)一步研究提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】：挖溝機(jī) 射流破土 CFD 噴射泵
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE97
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要7-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 研究背景及目的意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-22
• 1.2.1 噴射式挖溝設(shè)備及技術(shù)的研究概況12-14
• 1.2.2 現(xiàn)有沖射式開溝機(jī)的幾種類型14-22
• 1.3 海底沖射式開溝機(jī)關(guān)鍵技術(shù)22-23
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容23-24
• 第二章 噴射式海底挖溝機(jī)的理論基礎(chǔ)24-31
• 2.1 噴射式挖溝機(jī)簡介24
• 2.2 噴射泵24-30
• 2.2.1 噴射泵的結(jié)構(gòu)24-25
• 2.2.2 噴射泵的工作原理25
• 2.2.3 噴射泵的相似定律25-26
• 2.2.4 噴射泵的特性方程26-27
• 2.2.5 射流基本理論27-28
• 2.2.6 噴射泵的主要優(yōu)缺點(diǎn)28-29
• 2.2.7 噴射式液體輸送泵的基本參數(shù)29
• 2.2.8 噴射泵存在問題29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 液固兩相流基本理論31-38
• 3.1 液固兩相流研究概況31-32
• 3.1.1 理論研究31
• 3.1.2 應(yīng)用問題研究31-32
• 3.2 液固兩相流的基本參數(shù)32-34
• 3.2.1 流量32
• 3.2.2 速度32-33
• 3.2.3 密度33-34
• 3.3 滯留效應(yīng)34
• 3.4 固體顆粒在流體中的受力分析34-36
• 3.4.1 斯托克斯粘性阻力34-35
• 3.4.2 虛擬質(zhì)量力（附加質(zhì)量力）35-36
• 3.4.3 壓力梯度力36
• 3.4.4 巴塞特力36
• 3.5 液固兩相流的基本方程36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 噴射泵流場模型及幾何模型的建立38-45
• 4.1 FLUENT軟件簡介38
• 4.2 噴射泵內(nèi)部流場模型的建立38-39
• 4.2.1 湍流數(shù)值模擬方法38
• 4.2.2 計(jì)算模型38-39
• 4.3 噴射泵內(nèi)部流場模型的求解39-40
• 4.4 噴射泵內(nèi)部流場模擬幾何模型的建立40-44
• 4.4.1 模型的建立40-43
• 4.4.2 網(wǎng)格劃分43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第五章 數(shù)值模擬結(jié)果及分析45-61
• 5.1 噴射泵運(yùn)行參數(shù)可行性研究45
• 5.2 數(shù)據(jù)對比分析45-52
• 5.2.1 噴嘴錐角對噴射泵效率的影響45-47
• 5.2.2 擴(kuò)散角對噴射泵效率的影響47-48
• 5.2.3 喉嘴距對噴射泵效率的影響48
• 5.2.4 開溝機(jī)海底運(yùn)行深度對噴射泵效率的影響48-50
• 5.2.5 開溝機(jī)入口流體速度對運(yùn)行效率的影響50-52
• 5.3 開溝機(jī)淺海作業(yè)分析52-59
• 5.3.1 開溝機(jī)在淺海工作深度的確定52-56
• 5.3.2 對泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化56-59
• 5.4 本章小結(jié)59-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋春娜;林守強(qiáng);崔寧;齊兵兵;田叢;;非接觸式挖溝機(jī)在海管后挖溝中的應(yīng)用[J];機(jī)械工程師;2014年04期

2 蒲玉成;;深挖溝鋪管技術(shù)在渤西南聯(lián)網(wǎng)供氣項(xiàng)目上的應(yīng)用[J];中國造船;2012年S1期

3 梁建興;杜少澤;張政;;海底管線挖溝技術(shù)探討[J];中國集體經(jīng)濟(jì);2013年12期

4 丁魯振;韓佳燁;;綿遠(yuǎn)河開挖溝埋大型穿越施工方案技術(shù)研究[J];遼寧化工;2013年08期

5 ;勝利油田灘海挖溝裝置受青睞[J];機(jī)械工程師;2004年12期

6 賈慶山;大型油罐基礎(chǔ)的半圓周挖溝糾偏法[J];石油工程建設(shè);1994年02期

7 毛寧林;駁載拖橇式灘海海底挖溝敷纜裝置[J];石油工程建設(shè);2001年01期

8 韓莉;王為民;郭春榮;洪麗娜;耿德江;謝宏宇;;水網(wǎng)地區(qū)的水下挖溝與漂浮沉管工藝[J];油氣儲運(yùn);2009年04期

9 牛懷磊;;預(yù)挖溝海底管道鋪設(shè)監(jiān)測方案[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2012年09期

10 姜進(jìn)方;登陸海底管道近岸段預(yù)挖溝[J];中國海上油氣.工程;1996年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蒲玉成;;深挖溝鋪管技術(shù)在渤西南聯(lián)網(wǎng)供氣項(xiàng)目上的應(yīng)用[A];2012年中國造船工程學(xué)會學(xué)術(shù)論文集[C];2012年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂志雄;想想辦法少“挖溝”[N];河南日報(bào);2008年

2 本報(bào)記者 楊宏生;鄭州能否跳出“鄭溝”困局[N];中國商報(bào);2004年

3 賈鵬　李付剛;鐵營看溝[N];德州日報(bào);2010年

4 記者　李林 何可;鄭州街頭為何又見挖溝？[N];河南日報(bào);2006年

5 記者 張冬凡;郜家店5萬畝農(nóng)田積水基本排出[N];鐵嶺日報(bào);2010年

6 通訊員　 李孝玉 昝云星;拍賣綠化權(quán) 破解四個(gè)難[N];濟(jì)南日報(bào);2006年

7 記者 潘燕 實(shí)習(xí)生 郭俊平;人大代表呼吁遏制“天天挖溝”[N];鄭州日報(bào);2006年

8 高星亮;在挖溝施工中的安全程序[N];中華建筑報(bào);2001年

9 記者 湯艷娟;挖溝引水到“天坑” 500畝“下濕田”變良田[N];重慶日報(bào);2014年

10 于寅虎;CPU別鋁戀銅[N];中國電子報(bào);2001年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張海朋;海底水力沖射開溝作業(yè)數(shù)值計(jì)算[D];東北石油大學(xué);2016年

2 王云超;鏈?zhǔn)酵跍蠙C(jī)挖溝器動態(tài)特性研究[D];吉林大學(xué);2004年

3 吳強(qiáng);用于噴射式挖溝機(jī)的噴嘴結(jié)構(gòu)及噴嘴組合的研究[D];中國石油大學(xué);2011年

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本文編號：985401