泥沙分选装置设计与试验研究

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1、学校代码10459学号或申请号201212222529密级公开硕士学位论文泥沙分选装置设计与试验研究作者姓名：郭巍巍导师姓名：李宗坤教授耿明全教高学科门类：工学专业名称：水工结构工程培养院系：水利与环境学院完成时间：2015年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterDesignandExperimentofasedimentseparationequipmentByWeiweiGuoSupervisor:Prof.ZongkunLiProf.MingquanGengHydraulicS

2、tructureEngineeringSchoolofWaterConservancyandEnvironmentMay2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律贵任由本人承担。学位论文作者：曰期：年玄月％曰学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学

3、校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：卞良I日期：年夂月>&R摘要摘要泥沙淤积是诸多河流自然灾害的主要诱因，其造成的河道缩小，地上悬河等问题日趋严峻，泥沙的治理和如何高效的利用好泥沙资源也一直是专家学者研究的热点。本文以黄河为例，通过对泥沙灾害性和可利用性的分

4、析，设计制作了泥沙分选装置，并对其分选性能进行了深入研究。主要内容和结论如下：（1）以黄河为例，阐述了泥沙灾害性、可利用性以及治理的迫切性。探究了泥沙利用和泥沙分选研究现状，介绍了泥沙颗粒在重力场和离心场下的沉降模式和离心沉降的分离原理，为分选装置的主要结构参数的计算提供了理论依据。（2）泥沙分选装置的设计研究。利用离心沉降的分离原理，计算分选装置的主要结构参数，主要包括：粗、中、细沙在沉降区（层流区、紊流区、过渡区）内的沉速计算，在不同分选频率下粗、中、细三类沙沉降区域半径之比，设定频率下粗、中、细沙的沉降区域的半径，分选装置进沙孔和出沙孔位置和孔径计算等。（

5、3）装置制作完成后，提出了分选试验方法，探究了装置底部集沙环形式、分选桶高度、搅动叶片转动频率和装置内水体工作状态对分选效果的影响程度。试验后采集各出沙孔样沙称重，得到最优粗沙收集率82.08%，最优中沙收集率47.66%，最优细沙收集率52.83%。（4）得出试验数据后，对数据进行对比分析，通过多指标混合正交试验法，探究了搅动叶片转动频率、分离桶高度和桶内水体工作状态三个因素对分选性能的影响，得到结论：分选桶高度>水体工作状态>搅动叶片转动频率。通过层次分析法（AHP）对试验结果进行优化，得到装置工作的最优方案，即分选桶高度为1.2m，水体工作状态为静水，搅动

6、叶片转动频率为5.5Hz时，分选效果最好。通过本试验装置，在一定程度上实现了泥沙按粗、中、细三级粒径标准的分离，为今后泥沙的深层次开发和利用进奠定基础。关键词：泥沙分选装置设计试验最优工况IAbstractAbstractSedimentdeposition,whichcauseschannelnarrowandabovegroundrivers,isthemostimportantreasonofrivernaturaldisasters.Itisalwaysaresearchfocusthathowtocontrolsedimentandmakeuseofs

7、edimentresources.TheharmfulnessandavailabilityofsedimentarestudiedwithYellowRiverasanexample.Asedimentseparationequipmentisdesignedandmadeanditsperformanceisresearched.Themaincontentsandconclusionsareasfollows:(1)TheharmfulnessandavailabilityofsedimentarestudiedwithYellowRiverasanexa

8、mple,aswella