Введение к работе
Актуальность работы.
В 2010 году в эксплуатации на внутренних водных путях России находятся 168 дноуглубительных земснарядов, у 119 из которых в этом же году истечет нормативный срок службы, а к 2015 году число земснарядов с истекшим сроком службы достигнет 151. Эти земснаряды будут списаны либо подвергнуты модернизации. Также федеральной целевой программой «Развитие транспортной системы России (2010-2015 годы)» планируется строительство 22 новых земснарядов. Предположительно, как модернизация, так и строительство будут вестись в условиях ограниченных средств, и с учетом необходимости внедрения технологий энергосбережения.
Существующие методы расчета грунтонасосных установок (ГНУ) землесосов нацелены на определение работоспособности установки, но не ее энергетической эффективности.. Поэтому проблема создания методов расчета конструктивных и технологических параметров ГНУ землесоса а также создания технологии управления, позволяющей эффективно устанавливать и поддерживать энергосберегающий режим работы является актуальной.
Создание и освоение таких методов расчета рабочих режимов и конструктивных параметров оборудования землесосов позволит увеличить производительность, снизить удельные эксплуатационные энергозатраты, расширить технологические возможности дноуглубительных земснарядов.
Цель диссертационной работы.
Целью данной работы является:
- создание метода расчета элементов конструкции и характеристик ГНУ, в широком диапазоне грунтовых и технологических условий;
- исследование, на основании разработанного метода, влияния грунтовых и технологических условий, конструктивных параметров отдельных элементов установки на рабочие параметры и характеристики;
-разработка технологии управления режимами ГНУ для повышения технико-экономических показателей эксплуатируемых землесосов.
Научная новизна работы.
Научная новизна работы состоит в следующих, выносимых на защиту компонентах:
Разработана современная методика компьютерного расчета параметров ГНУ землесосов при работе в любых технологических и грунтовых условиях;
Выполнен анализ влияния технологических и грунтовых условий на показатели ГНУ землесоса, и определен характер взаимовлияния параметров перекачиваемой гидросмеси и рабочих режимов гидротранспорта;
Установлена степень влияния конструкции ГНУ и условий ее работы на удельные энергозатраты, на фактическую производительность землесоса;
Разработан алгоритм выбора режима работы ГНУ в зависимости от ее возможностей и внешних условий для достижения минимальных удельных энергозатрат либо максимальной производительности;
Впервые разработана методика расчета параметров грунтозаборных устройств для работы «из массива».
Практическая ценность работы.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
создана возможность расчета любых параметров и характеристик ГНУ, работающей в широком диапазоне грунтовых и технологических условий, разработаны алгоритмы компьютерного расчета параметров работы ГНУ;
Выполнен анализ взаимодействия элементов ГНУ с транспортируемой гидросмесью и построена номограмма для выбора рабочего режима в зависимости от исходных технологических условий и показаний штатных КИП землесоса на примере землесоса проекта 1-516.
Определены параметры специального всасывающего наконечника для работы «из массива», обеспечивающие его бесперебойную работу;
Определена зависимость между допустимой скоростью перемещения землесоса с наконечником для работы «из массива», глубиной грунтозабора и толщиной снимаемого слоя.
Внедрение результатов работы.
Результаты данного исследования приняты: на землесосах проекта 1-516 к внедрению при модернизации грунтозаборного устройства и составлении технологических карт работы рядом подразделений водного транспорта (Печорского и Северодвинского ГБУВПиС, ФГУП КИМ). Получены предложения подразделений о проведении аналогичных расчетов с использованием рассмотренного метода для других типовых землесосов.
Апробация работы.
Материалы и положения диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МГАВТ, в секции «Водные пути» в 2000 - 2009 г.г., на научно-производственном совещании командиров земснарядов Управления канала им. Москвы, в 1999г.
Публикации.
Основные положения работы опубликованы в 6 работах, в том числе в журнале «Речной транспорт (XXI век)», (№6 2009г.), входящем в перечень ВАК.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, библиографического списка и приложений. Общий объем составляет 125 страниц, в том числе 16 рисунков, 12 таблиц, 51 наименование библиографического списка.
