基于Herschel-Bulkley流变模型的盾构螺旋输送机保压性能

杨益; 李兴高; 李兴春; 苏伟林

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基于Herschel-Bulkley流变模型的盾构螺旋输送机保压性能

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为准确预测土压平衡式盾构螺旋输送机的保压性能,假定渣土为黏塑性流体材料,对螺旋输送机的进出口压差进行了理论分析,从能量转化的角度解释了保压能力的来源.采用计算流体力学模拟方法对螺旋输送机内渣土的运输进行了定常流计算,其中Herschel-Bulkley模型用于描述渣土材料的流变行为,且运用多重参考系法充分考虑了螺旋叶片的旋转作用,得到了渣土流变参数及螺旋输送机工作参数对保压性能的影响规律,并将模拟结果与室内模型试验结果进行了对比.研究表明:渣土的屈服应力、黏度指数及幂律指数越大,螺旋输送机保压性能越优异,其中黏度指数及幂律指数的影响较为明显;螺旋输送机机械能损失量与螺旋转速和出渣效率基本成正比,转速越快,出渣效率越高,则保压性能越优异,可用二元线性回归模型估测机械能损失量与螺旋转速和出渣效率之间的关系;模拟结果与试验结果的趋势基本一致,Herschel-Bulkley流变模型用于计算螺旋输送机保压性能基本可靠,但模拟结果对保压性能的预估偏保守.基于数值计算结果,提出了螺旋输送机保压性能的优化流程.

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来源
《湖南大学学报：自然科学版》 |2021年第11期|195-204|共10页
作者
杨益; 李兴高; 李兴春; 苏伟林;
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作者单位

北京交通大学土木建筑工程学院;

北京100044;

城市地下工程教育部重点实验室(北京交通大学);

北京100044;

五邑大学信息工程学院;

广东江门529020;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类盾构法（全断面开挖）;
关键词
螺旋输送机; 盾构机; 计算流体力学; Herschel-Bulkley流变模型;

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