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船舶减阻技术(船舶气泡减阻)
来源:www.ascsdubai.com 时间:2022-10-15 11:00 点击:284 编辑:admin

1. 船舶减阻技术

影响船体起步阻力的主要因素有:土壤参数(含水景)、船体比压和停放时间,船体起步阻力与土壤含水量W呈凸二次曲线的关系,即含水景较低时,船体起步阻力较小,含水量增加,船体起步阻力增加,含水量继续增大,船体起步阻力会随之减小

.因此,对于不同含水量,船体起步阻力有一最大值,由多次试验而得,此最大值位于土壤塑限w,附近:船体起步阻力与船体比压基本成正比关系,接地比压越大,船体起步阻力越大;船体起步阻力与停放时间成指数关系,停放时间越长,则船体起步阻力越大,最后趋于定值。因此,根据分析推导,得到船体起步阻力与各因素关系为111,

(1)

其中 w,.W:分别为土壤塑限与液限;Cz、tg@z为液限时土壤参数:f为船体与干土最大静摩擦系数:为船体接地比压:、8为船体接地面积:为船体停放时间

通过多次室内电涉减阻试验研究表明:电涉作用下,船式车辆船体起步阻力的减小与土壤特性、船体参数及电涉参数等有关,通过电涉减阻的正交试验,得到影响电涉减阻效应的主要因素为:土壤含水量 W、船体比压9、电涉电压V、电渗时间 T 和极距 D.

为了评价电渗减阻效果,采用“电渗减阻效应的”来评价。

2. 船舶气泡减阻

稀性泥石流

流体的组成及特征:浆体由不含或少含黏性物质组成,黏度值<0.3Pa·s,不形成网络结构,不会产生屈服应力,为牛顿体。非浆体部分的组成:非浆体部分的粗颗粒物质由大小石块、砾石、粗砂及少量粉砂粘土组成。

流动状态:紊动强烈,固液两相做不等速运动,有垂直交换,有股流和散流现象,泥石流体中固体物质易出、易纳,表现为冲、淤变化大。无泥浆残留现象。

堆积特征:堆积物有一定分选性,平面上呈龙头状堆积和侧堤式条带状堆积,沉积物以粗粒物质为主,在弯道处可见典型的泥石流凹岸淤、凸岸冲的现象,泥石流过后即可通行。

黏性泥石流

流体的组成及特征,浆体是由富含黏性物质(粘土和小于0.01mm的粉砂)组成,黏度值>0.3Pa·s,形成网络结构,产生屈服应力,为非牛顿体。

非浆体部分的组成:非浆体部分的粗颗粒物质由>0.01mm粉砂、粗砂、砾石、块石等固体物质组成。固体物质含量高达80%以上。

流动状态:呈层状流动,有时呈整体运动,无垂直交换,浆体浓稠,浮托力大,能顶托巨大块石前进,流体具有明显的辅床减阻作用和阵性运动,流体直进性强,弯道爬高明显,浆体与石块掺混好,石块无易出、易纳特性,沿程冲、淤变化小,由于黏附性能好,沿流程有残留物。

堆积特征:呈无分选泥砾混杂堆积,平面上呈舌状,仍能保留流动时的结构特征。沉积物内部无明显层理,但剖面上可分辨不同场次泥石流的沉积层面,沉积物内部有气泡,某些河段可见泥球,沉积物掺水性弱,泥石流过后易干涸。

3. 船舶减阻技术发展障碍

润滑油脂 : 润滑油脂种类甚多,中油公司供应者约有两百多种。按其用途可分为:

一、车辆与机动机械用润滑油脂。包括车用机油(即引擎油)、 齿轮油、润滑脂及其他润滑油。使用在交通及运输用之大小客车、大小货车、拖车、消防车、军用车、清扫车、中小型火车头、推高机、曳引机、以及机器脚踏车等。 工程用之开山机、推土机、动力铲、挖泥机、平路机、打井机、吊重机、以及曳引机等。农业用之耕耘机、曳引机、其他农业机械等。 其他润滑油包括自动变速器油、液压油、防震油、压缩机油、煞车油等

润滑油脂种类甚多,中油公司供应者约有两百多种。按其用途可分为:

一、车辆与机动机械用润滑油脂

包括车用机油(即引擎油)、 齿轮油、润滑脂及其他润滑油。使用在:

交通及运输用之大小客车、大小货车、拖车、消防车、军用车、清扫车、中小型火车头、推高机、曳引机、以及机器脚踏车等。

工程用之开山机、推土机、动力铲、挖泥机、平路机、打井机、吊重机、以及曳引机等。

农业用之耕耘机、曳引机、其他农业机械等。其他润滑油包括自动变速器油、液压油、防震油、压缩机油、煞车油等。

二、工业机械用润滑油脂

有平轴承用、减阻轴承用、齿轮用、液压系统用、空气压缩机用(分往复式、回转式与螺旋式)、蒸汽涡轮机用、蒸汽机用、水轮机用、冷冻机用、金属切割工具机用、金属加工作业用、及防锈油等。

三、船舶用润滑油脂

用于海运轮船者,可分透平电动机船用、蒸汽透平机船用、蒸汽机船用、柴油机船用、及杂项船舶机械用等。另有渔船用润滑油。

若按油料之状态而分,则有液体之润滑油(通称机油)及半固体之润滑脂(俗称黄油、牛油、或黄牛油)。前者以公升计算,而后者则以公斤计算。

因为润滑油之种类甚多,使用亦甚复杂。关于润滑油脂之应用,可分为两种方式说明。一为根据各种润滑油脂之个别性质,说明其在各方面之应用。另一为根据各种不同设计及不同作业之机械润滑要求而说明适用之润滑油

脂。

4. 船舶减阻技术发展

主要种类

常规防腐涂料的种类

按照用途可分为:橡胶用防腐油漆、船舶用防腐油漆、金属用防腐油漆、汽车用防腐油漆、管道用防腐油漆、家具用防腐油漆、钢结构用防腐油漆。

防腐涂料

按树脂成膜分为:环氧防腐油漆、 过氯乙烯防腐油漆、氯化橡胶防腐油漆、聚氨酯防腐油漆、丙烯酸防腐油漆、 无机防腐油漆、高氯化聚乙烯防腐油漆。

重防腐涂料的种类

环氧树脂漆:厚膜型环氧富锌底漆,环氧云铁防锈漆,环氧玻璃鳞片,环氧煤沥青漆,环氧地坪漆。

氯乙烯油漆:底漆,面漆,机床漆,锤纹漆,防火漆,防腐漆,清漆,过氯乙烯腻子。

氯化橡胶油漆:氯化橡胶各色面漆,氯化橡胶铝粉防锈底漆,氯化橡胶防锈底漆,氯化橡胶铁红铝粉防锈漆,氯化橡胶船底防污漆。

丙烯酸油漆:丙烯酸聚氨酯罩光清漆,各色丙烯酸聚氨酯磁漆,丙烯酸道路划线漆。

氟碳漆:各色氟碳防腐涂料,金属氟碳漆,氟碳外墙涂料。

醇酸油漆:云母氧化铁醇酸防锈漆,各色醇酸船壳漆,各色醇酸磁漆。

有机硅耐高温油漆:各色有机硅自干漆,各色有机硅烘干漆,有机硅耐高温绝缘漆,铝粉耐高温漆,消声器耐高温漆。

无溶剂防腐涂料:无溶剂环氧玻璃鳞片重防腐涂料,无溶剂环氧煤沥青涂料,无溶剂管道内壁减阻涂料,无溶剂自流平地坪漆。

特种防腐涂料:乙烯磷化底漆,无机富锌底漆,水性无机富锌底漆,玻璃漆,模板漆。

5. 船舶减阻技术规程

1 一次顶进距离大于100m时,应采用中继间技术;

    2 在沙砾层或卵石层顶管时,应采取管节外表面熔蜡措施、触变泥浆技术等减少顶进阻力和稳定周围土体;

    3 长距离顶管应采用激光定向等测量控制技术。

3.2 计算施工最大顶力时,应综合考虑管节材质、顶进工作井后背墙结构的允许最大荷载、顶进设备能力、施工技术措施等因素。施工最大顶力应大于顶进阻力,但不得超过管材或工作井后背墙的允许顶力。

3.3 施工最大顶力有可能超过允许顶力时,应采取减少顶进阻力、增设中继间等施工技术措施。

3.4 顶进阻力计算应按当地的经验公式,或按公式6.3.4计算:

顶进阻力计算

式中:Fp——顶进阻力(kN);

          Do——管道的外径(m);

          L ——管道设计顶进长度(m);

          F ——管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(kN/㎡ ),通过试验确定;对于采用触变泥浆减阻技术的宜按表6.3.4-2选用;

      NF——顶管机的迎面阻力(kN);不同类型顶管机的迎面阻力宜按表6.3.4-1选择计算式。

顶管机迎面阻力(NF)的计算

   注:1 Dg —顶管机外径(mm);

          2 R­­—挤压阻力(kN/㎡),取R=300~500kN/㎡

3.4-2 采用触变泥浆的管外壁单位面积平均摩擦阻力f(kN/ ㎡ )

采用触变泥浆的管外壁单位面积平均摩擦阻力f

    注:当触变泥浆技术成熟可靠、管外壁能形成和保持稳定、连续的泥浆套时,f值可直接取3.0~5.0kN/㎡。

6.3.5 开始顶进前应检查下列内容,确认条件具备时方可开始顶进。

    1 全部设备经过检查、试运转;

    2 顶管机在导轨上的中心线、坡度和高程应符合要求;

    3 防止流动性土或地下水由洞口进入工作井的技术措施;

    4 拆除洞口封门的准备措施。

6.3.6 顶管进、出工作井时应根据工程地质和水文地质条件、埋设深度、周围环境和顶进方法,选择技术经济合理的技术措施,并应符合下列规定:

    1 应保证顶管进、出工作井和顶进过程中洞圈周围的土体稳定;

    2 应考虑顶管机的切削能力;

    3 洞口周围含地下水时,若条件允许可采取降水措施,或采取注浆等措施加固主体以封堵地下水;在拆除封门时,顶管机外壁与工作井洞圈之间应设置洞口止水装置,防止顶进施工时泥水渗入工作井;

    4 工作井洞口封门拆除应符合下列规定:

      1)钢板桩工作井,可拔起或切割钢板桩露出洞口,并采取措施防止洞口上方的钢板桩下落;

      2)工作井的围护结构为沉井工作井时,应先拆除洞圈内侧的临时封门,再拆除井壁外侧的封板或其他封填物;

      3)在不稳定土层中顶管时,封门拆除后应将顶管机立即顶入土层;

    5 拆除封门后,顶管机应连续顶进,直至洞口及止水装置发挥作用为止;

    6 在工作井洞口范围可预埋注浆管,管道进入土体之前可预先注浆。

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