绞吸式挖泥船疏浚工艺的仿真模拟
N1Fu—sheng，ZHAO Li-juan，GU Lei，JIANG Shu QIAN Li-na．XU Li—qun。HE Kun_jin，
Engineering Research Center of the Education Ministry of Dredging Technology,Hohal,Univerlity,Changzhou213022,China,NationalEngineeringResearch Center for Water Resource Efficient Utilization and Engineering
Safety Hohai University,Nanlins21098 china
IU Rui-xiang．ZHOU Quan-sheng
Tianjin Waterway Bureau China Communications Construction Group，41 Taierzhuang Road, Tianjin 30004,China
摘要
疏浚模拟对港口，水路，河流，湖泊等疏浚工程技术的发展。这里介绍了疏浚仿真系统的设计与实现。讨论了施工现场虚拟现实，绞吸式挖泥船的运动，刀具的土壤切割，管道中砂的液压输送等建模与关键技术。具有多道圆筛的绞吸式挖泥船模拟机已投入运行，取得了良好的效果。
- 介绍
疏浚工程在国民经济中发挥着重要作用，绞吸挖泥船在港口建设中得到了广泛的应用，
在其他环境领域如防洪和排水，填海工程等等具有高效率，连续作业能力和适应范围广泛特点。然而，由于绞吸式挖泥船成本高，作业现场复杂，工作中存在诸多不确定因素，造成人员培训和科研工作的困难。 这些国际领先的疏浚公司已经开发出模拟器解决这个问题，国内对此的研究还处于初级阶段。
2.这个模拟系统
仿真系统一般分为物理仿真，半物理仿真和计算机仿真【1】.至于疏浚模拟，物理模拟的价格太高了，完全没有必要，而通过计算机模拟的太过现实而没有操作的真实感受 。因此，在模拟中选择了半物理模拟，即有些部分是这样的，作为仿真环境的工作条件和关键设备的操作，通过数学模型I描述并描述为仿真，并且将控制台上的操作组件仪器引入具有真实设备的仿真回路。如图2所示，该计划降低了成本，并确保了操作感
为了使操作者能够适应不同的施工环境，现场呼叫切换到不同的工作点和不同的自然环境，包括湖泊，水库，港口，水路，沿海等场合以及昼夜，晴天，雨天 雪，雾天等自然环境。同时，为了创造逼真的感觉，模拟器还辅之以声音，振动和其他感官效果。
该控制台是按照与l：l的比例到真正的挖泥船。考虑到各船舶之间的差异，部件布置合理，所以该控制台可用于不同种类的治具吸泥船模拟。
模拟最关键的部分是行为模拟。就绞吸式挖泥船而言，行为模拟是指移动
部件和设备的操作【2】。因此，准确的模型应该在计算系统中建立并反映在视觉上图像，仪器和监控系统通过通信。
另外，对于一个培训系统，应该包括两个部分，一个是培训师，用于设置不同的工作条件，设备故障和性能，另一个是评估操作的评估系统。
显示了仿真系统的具体形式在图3中
3.模拟模型
3.I.虚拟现实模型
应首先建立绞吸式挖泥船模型，简单模型见图4。目前在建立三维模型的模拟中使用了两种类型的工具。一个是Solidworks，ProE和等等三维软件。模型的精确尺寸是这种软件的特点，但视觉效果不好。另一种软件是3ds max，Maya等3D软件，具有处理表面纹理等模型效果的功能非常强大。为了获得现实感受，结合两种软件的优点来建立3D模型是一个合理的方法
3.2. 挖泥船运动模型
对于船舶所有部分的运动，力和运动之间的关系应该建立在模型中。以绞吸式挖泥机摆动运动为例，通过调节手柄可以改变绞车的液压油压力，获得不同的缆绳速度。而电缆速度直接决定了船舶的摆动速度。关系如下
其中Vp是船舶摆动速度，Vx是接收电缆速度，其他符号如图5所示
3.3．切割模型
切割工艺是绞吸式挖泥船的核心。模拟切割在复杂的地形上，计算切割过程并指定切割模型。地形由数据块和四边形网格表示，如图6（a）所示。如图6b）所示，通过求解四边形网格和通过切刀边界框的确切碰撞点，可以计算切割过程的结果
3.4。运输模式
目前液压转运站的理论和实验研究主要集中在低浓度和小颗粒物质的运输上.然而，关于疏浚工程中常见的高浓度粗砂的研究较少，我们中心认为在这种情况下运输是分层结构，我对这个问题的长期研究基础上显示的沉淀物是显而易见的如图7。因此建立两层模型，上层为低空区域颗粒以悬浮形式移动;具有高浓度的下层以侧面形式移动。假定每层为基础连续介质整个管道横截面的驱动力和阻力可由下列方程表示：
其中dp / dx是单位管道长度方向的压力梯度管道S1，S2分别表示边界周长和上，下层横截面的界面长度t1，t2分别表示上，下水平截面的粘性应力，EF是下层物料运动产生的正常应力，由（3）计算，us是粒子之间的机械摩擦系数
和管壁，一般约为0.4〜0.5，其他参数如图8所示
通过计算，可以模拟出沿管道浓度分布，压力分布，速度，浓度和生产速率等各种管道特性曲线，如图9所示
4. 结果申请
现在模拟器已经投入使用并获得了很好的效果，如图10所示。它不仅可以用于船员培训和评估，还可以用于改进挖泥船的操作此外，它还可以协助在项目中进行评估和处理优化
环境保护疏浚技术研究及绞吸式挖泥船使用的刀具
摘要：疏浚作业期间，水环境受到影响由于水的浊度增加和水透明度下降
机械紊流，溢流，漏水等原因。 空气环境也受到空气挥发和消散的影响。 污染
疏浚作业过程中的机理和对环境的技术要求本文阐述了疏浚工作。 并设计一款环保刀具绞吸式挖泥船，满足湖泥污泥的需要环境下进行疏浚，并有效解决“两次”污染问题。
关键词：疏浚;污染;环保;刀具;设计;疏浚作为一项生产活动，在人类历史上显得相当早。一个可以使用与其他种类的挖泥船相比的绞吸式挖泥船对于各种地球而言，具有更高的精确度，是最常用的之一用于挖掘和运输泥土的挖泥船。近年来与水运快速发展，港口快速增长，河流，湖泊等的清淤，越来越受到重视
研究如何挖掘河流湖泊的清淤导航线影响环境。在困扰中，由于机器的干扰，溢出，溢出，疏浚悬浮物往往使水体周围的工作地点比较混乱，并且不太透明，因此影响很大水域的环境。有时，疏浚物的气体会进入并影响空气的质量。疏浚工程对中国的环境产生影响很多方法。它与土壤，水状况和疏浚有很大关系设备。由于各种挖泥船在技术，工作方式，力量和潜力范围会有很大差异的悬浮源。因此，分析污染是如何发生的单向污染物对疏浚设备的选择具有重要意义＆环境切割机的设计。
1.根据离心泵的工作机理，抽吸刀具挖泥船吸泥并发出泥浆 - 迅速转动叶轮
泵壳，形成真空，这成为力量的来源 - 吸引并发出泥土。 松散的泥土，首先通过泥浆泵进入泥浆泵解雇管子，然后从离心力的作用下离开叶轮低速大压脚，最后进入排料管。 当它从排放管中出来，松散的泥土可以放入泥土柜中; 帮助船只或驳船，或者可以被带到泥舱，或者到达在水下排泥的地方，那里有大量的泥沙，带泵的挖泥船工作得特别好。 当绞吸式挖泥船在工作，以下因素可能导致泥沙淤积。 （1）在挖掘地面时，刀具本身的干扰。
（2）由于刀具旋转速度太高，泥沙的数量是多少远远超过吸吮口可以吸入。因此，旋转的泥浆蔓延周围。
（3）切割器架子的移动速度过高会导致剩余的泥土和泥土砂。
工作时，带泵的挖泥船经常停留在一个地点。 传播暂停机制与连续点源相似。由切刀干扰引起的泥浆通常伴随而来流水并形成羽毛般的浑浊水体。
疏浚实际上是一种疏浚，挖掘，运输和处理。因此，挖掘污泥底部的效果
污染湖泊对环境的影响是其对环境的传播和扩大污染。通常疏浚发生在表面上并且以浅的方式发生，一些污泥很好地吸收了相当的重量，并且经常附着在表面
沙子和泥土。沙粒或泥土的细粒通常有大孔，因此表面积较大，表面污染更多。
由于疏浚往往使沙粒或泥土的细粒含有污染物由于离子作用或其他因素暂停，污染物将被排放变得活跃。另一方面，污染物中的细菌会漂浮在周围细粒悬浮。因此，要避免不良影响环境由疏浚时湖底污染污泥，应该特别注意这个特征并采取措施来预防来自周围的污染物。所以污染物总是留在一个稳定，仍然和关闭状态。如何确保污染的污泥湖底不会造成二次污染？解决方案是实施环保疏浚。
2.环保疏浚的技术要求
环保疏浚是湖泊污染的重要解决方案，旨在澄清水体中的污泥，恢复湖泊内部的生态系统。 而施工只是针对某项工程要求，如清除障碍物来自渠道，还是容量的增加。 所以环保疏浚已经以下三个特征
2.1更高的准确性
一般来说，得益于不规则的湖底，淤泥的分布和深度和污泥是不同的。 环保疏浚不仅需要清除污染污泥在湖底，而且还试图降低运输成本并处理污染的污泥。 同时也是过度挖掘因为缺少挖掘应该避免。 因此环保疏浚有一个比普通的精确度要高得多，通常是正确的为5至10厘米，而项目为50厘米。
2.2适当控制疏浚深度
为了获得期望的效果，适当的深度是必要的。 但是，过度深度可能会导致原生态系统的破坏，使其更多生态系统难以恢复。 因此在适当的疏浚深度之前选择，彻底的水域探索和必要的科学实验必须实施/进行。 随着两名选民进入考虑，污泥和生活的垂直分布恢复湖边植物的条件。
2.3避免第二次污染
二次污染来自两方面：
（1）在挖掘过程中，刀具的扰动会导致污染物的排放传播，其中氮化物和磷化物污染被发射数次与停滞时一样快，导致水体第二次污染。
（2）在污泥投放的地方，重金属和氮化物等泥土中的污染物可能会落入地下或 者随着雨水或土壤蔓延在地面上流水，污染地下水，地表水和第二次污染。
3.环保切割机的设计
由于环保疏浚，环境泥泞的特点必须使用船舶来清理湖底污染的污泥。该环保 刀具是挖扩挖挖泥船的关键部件。根据我国江河湖泊的污染状况，可调节的切割装置专为吸泥船而设计。可调节的刀具带有螺旋叶片的圆锥体和侧面的泥浆箱。在其之上部是防护罩。切割机由液压缸控制，围绕扩孔点旋转，因此在不同深度，在不同倾斜度上，保护罩总是紧密地贴合在表面上污染污泥。这不仅可以防止微小的污染颗粒散射进入周围的水源，造成二次污染，也有助于养殖吸吮密度。如图1所示，该装置的切割器12由其驱动液压设备4旋转，它的手臂接触污泥。作为一个结果，螺旋叶片转动并放松泥浆，泥浆进入泥浆箱。第12部分中的螺旋传输设备传输切割器中的泥浆由于受到泥泵的推动，通过泥浆泵吸入管道排出管道，最后到达泥浆点。下面是图片一个环境切割机的结构
环保刀具具有以下优点：
3.1更高的工作精确度
环保刀具，刀片可调，适用于不同的深度，在不同程度的液压驱动下，可以紧密接触污泥的表面。 因此它可以清除污染的污泥并符合要求对工作正确性的要求更高。 如图2所示，正在采取行动压缩油在液压缸3中，活塞杆伸出并且拉回刀架6围绕扩孔点铰销13旋转。因此，切割器12可以紧密接触污泥，从而不同的深度程度是cline它可以有效地清除污泥中的压缩油液压缸3来自驾驶室。 根据指示从监视器的地下水截面轮廓，数量和控制油进出液压缸3的方向以调节
刀具的位置。
3.2防止扰乱和扩散
为了防止由水引起的污染物扩散由旋转刀具引起的干扰，在其上施加保护罩
刀。 盖子不仅可以防止旋涡水扩散进去盖体外的水体，因离心力而导致第二次污。
3.3保护盖的打开和关闭
由于铰链添加到保护罩，液压控制保护盖可以自动打开。 因此阻塞切刀上方便清理，大大提高了工作效率。 原样如图3所示，液压缸8固定在保护部件11上切割器支架的盖子和部分6，它们通过铰链销7#39;铰链销10.保护罩的部分11围绕铰链9旋转液压缸8中的压力来自司机室，当时挡住切割器需要更清晰，气缸8的数量和方向可以是控制，使保护盖可以自动打开。
4.结论
一般来说，刀具的功能是切割和放松地面。 但环保刀具有更多的功能：一是可调刀具制作确保切刀能够紧密接触污染的污泥，提高挖掘效率正确性，并有可能有效地清除污染的污泥;其次，恰当切割的泥土形成了水和泥的混合物，这是合适的用于水上运输;第三，它可以防止刀具中的旋转水扩散到防护罩外的水体造成第二次污染; 另一方面，它有助于提高吮吸密度并且使水体更少泥泞。 这就是为什么它可以满足对环保疏浚的要求。
绞吸式挖泥船疏浚生产系统研究优化
摘要：文章介绍了生产优化，操作的主要数学模型根据CSD疏浚过程中的底层变化进行改进。 自主研发系统于2006年2月21日被国家接受。 它安装在金坑君218号挖泥船上TDC-CCCG，运作良好。
1.前言
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