筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送能耗的研究

王銳　李飛　李永業(yè)等

摘要：現(xiàn)代運(yùn)輸技術(shù)是農(nóng)產(chǎn)品綠色物流發(fā)展的重要支撐，針對傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸能耗較大、成本較高、易受天氣影響等缺點(diǎn)，提出了1種低碳環(huán)保的筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送技術(shù)。結(jié)合模型試驗(yàn)和理論分析，利用大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)法對筒裝農(nóng)產(chǎn)品水力管道輸送能耗的影響因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明：各影響因素對筒裝農(nóng)產(chǎn)品水力輸送過程中的能耗存在不同程度的影響，其中流量影響最大，荷重影響最小。研究成果對筒裝農(nóng)產(chǎn)品水力輸送技術(shù)的進(jìn)一步研究具有參考價值。

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品；水力輸送；流量；荷重；能耗

中圖分類號： TV131.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0358-02

近年來，農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸業(yè)的健康發(fā)展受到越來越多的關(guān)注。改進(jìn)和開發(fā)農(nóng)產(chǎn)品新能源運(yùn)輸設(shè)備是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸鏈實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的重要環(huán)節(jié)[1-3]。筒裝農(nóng)產(chǎn)品水力輸送技術(shù)就是在此基礎(chǔ)上提出的一種新型的農(nóng)產(chǎn)品物流輸送技術(shù)。該技術(shù)是以水作為載體，將農(nóng)產(chǎn)品裝盛并密封于圓筒狀的管道車內(nèi)，通過加壓裝置在封閉管道內(nèi)推動管道車運(yùn)動，以此來輸送物料的一種新興的輸送方式[4-6]。該技術(shù)具有運(yùn)行成本低、效率高、占地少、管道布置不受地形限制、無污染、安全可靠和不受天氣影響等優(yōu)點(diǎn)。能耗作為影響該技術(shù)推廣應(yīng)用的一項(xiàng)關(guān)鍵評價指標(biāo)，其大小直接影響該技術(shù)的推廣應(yīng)用前景。筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送技術(shù)中，影響該技術(shù)能耗的因素很多，其中主要有物料的重量、環(huán)狀縫隙寬度、流量等。本研究首先通過試驗(yàn)獲得大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后通過標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)法對管道車運(yùn)動過程中筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送能耗的影響因素進(jìn)行敏感性分析。筒裝農(nóng)產(chǎn)品裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得

1.1 試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)裝置[7-9]見圖2。試驗(yàn)分管路徑長100 mm，壁厚5 mm，總長44 m，管路有平直管段和彎管段組成。測試段沿程布置9個測點(diǎn)，試驗(yàn)采用控制變量法。

3 能耗影響因素研究

能耗作為筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送技術(shù)的一個關(guān)鍵性指標(biāo)，其高低直接影響著輸送物料的動力能源，并進(jìn)而影響到該技術(shù)的可行性。因此，對能耗的研究至關(guān)重要。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對影響筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送能耗的因素作出敏感性分析，主要分析各因素對能耗的影響程度，以便對該技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，力求使該技術(shù)在消耗相同能量的情況下盡可能多地輸送物料。本研究中的能耗包括水流自身摩擦消耗的能耗、水流與管道之間摩擦消耗的能耗和真正用于推動管道車運(yùn)行時消耗的能耗。本研究主要考慮影響筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送能耗的因素有：環(huán)狀縫隙寬度（B）、荷重（G）、流量（Q）、單位能耗（ΔE）。

結(jié)合筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送試驗(yàn)，對筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送能耗的影響因素進(jìn)行分析，結(jié)果表明B、G和Q均會對能耗產(chǎn)生影響，其影響程度Q>B>G，這為進(jìn)一步研究和實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)化運(yùn)輸條件提供了參考，以便確定最佳的運(yùn)輸模式。

[BT1+*2]4 結(jié)論

筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送作為一種節(jié)能環(huán)保的水力輸送方式，其技術(shù)是否可行取決于輸送能耗的大小。本研究通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)法對筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送能耗的影響因素進(jìn)行了敏感性分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)狀縫隙寬度B、荷載G和流量Q均會對筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送能耗產(chǎn)生影響，其影響程度依次為Q>B>G。本研究對進(jìn)一步優(yōu)化筒裝農(nóng)產(chǎn)品管道水力輸送技術(shù)參數(shù)提供了理論依據(jù)。

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