由于深海多金屬結(jié)核礦區(qū)的海洋環(huán)境復(fù)雜多變,深海采礦系統(tǒng)作業(yè)時(shí)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(shè)計(jì)和應(yīng)用的核心。經(jīng)過(guò)多年研究和實(shí)踐,我國(guó)目前已確定采用水力集礦的技術(shù)方案進(jìn)行深海資源礦產(chǎn)的開(kāi)采。該深海采礦系統(tǒng)主要由水面平臺(tái)、水下輸送系統(tǒng)和履帶式集礦機(jī)三部分組成,而水下輸送系統(tǒng)由揚(yáng)礦軟管、硬管、中繼倉(cāng)及揚(yáng)礦泵等組成。揚(yáng)礦軟管連接集礦機(jī)和中繼艙,承擔(dān)將集礦頭采集的礦漿輸送到中繼艙的任務(wù)。本文針對(duì)深海采礦系統(tǒng)不同構(gòu)形的揚(yáng)礦軟管進(jìn)行流固耦合研究,為輸送系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。集礦機(jī)在海底進(jìn)行采礦作業(yè)時(shí),其作業(yè)范圍是由揚(yáng)礦軟管的長(zhǎng)度決定的;同時(shí),揚(yáng)礦軟管的空間構(gòu)形決定著軟管對(duì)集礦機(jī)拖曳力的大小和礦漿輸送的安全性,良好的空間構(gòu)形設(shè)計(jì)有利于確保集礦機(jī)的穩(wěn)定作業(yè)和礦物的安全輸送。本文以1000米海深處長(zhǎng)達(dá)100米的揚(yáng)礦軟管為研究對(duì)象,以集礦機(jī)在作業(yè)范圍中間點(diǎn)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(dòng)的內(nèi)流共同作用下的流固耦合動(dòng)力學(xué)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(dòng)力響... 

【文章來(lái)源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．１深海米礦系統(tǒng)不意圖??

以集礦機(jī)為起點(diǎn)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(jī)８ｍ到２０ｍ、３５ｍ到４５ｍ的軟管上連續(xù)布置６６個(gè)�。保叮罚叮矗蔚母×�，形成雙拱構(gòu)形的軟管。如圖３．４所示，在離集礦機(jī)１２軟管上連續(xù)布置６６個(gè)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(jī)三個(gè)子系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)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(zhǎng)沙礦冶研究院提供）??在以集礦機(jī)為起點(diǎn)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(jī)８ｍ到２０ｍ、３５ｍ到４５ｍ的軟管上連續(xù)布置６６個(gè)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(jī)１２ｍ到??３４ｍ的軟管上連續(xù)布置６６個(gè)浮力球，提供１６７６４Ｎ的浮力，形成單拱構(gòu)形的軟??管。＇??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]深海采礦揚(yáng)礦管道工作特性的流固耦合分析與綜合評(píng)價(jià)研究[D]. 王志.中南大學(xué) 2010
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本文編號(hào)：2984540