筒裝農產品管道水力輸送能耗的研究

王銳　李飛　李永業等

摘要：現代運輸技術是農產品綠色物流發展的重要支撐，針對傳統農產品運輸能耗較大、成本較高、易受天氣影響等缺點，提出了1種低碳環保的筒裝農產品管道水力輸送技術。結合模型試驗和理論分析，利用大量試驗數據，通過標準回歸系數法對筒裝農產品水力管道輸送能耗的影響因素進行分析。結果表明：各影響因素對筒裝農產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。研究成果對筒裝農產品水力輸送技術的進一步研究具有參考價值。

關鍵詞：農產品；水力輸送；流量；荷重；能耗

中圖分類號： TV131.2 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0358-02

近年來，農產品運輸業的健康發展受到越來越多的關注。改進和開發農產品新能源運輸設備是現代農業產業運輸鏈實現低碳環保的重要環節[1-3]。筒裝農產品水力輸送技術就是在此基礎上提出的一種新型的農產品物流輸送技術。該技術是以水作為載體，將農產品裝盛并密封于圓筒狀的管道車內，通過加壓裝置在封閉管道內推動管道車運動，以此來輸送物料的一種新興的輸送方式[4-6]。該技術具有運行成本低、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點。能耗作為影響該技術推廣應用的一項關鍵評價指標，其大小直接影響該技術的推廣應用前景。筒裝農產品管道水力輸送技術中，影響該技術能耗的因素很多，其中主要有物料的重量、環狀縫隙寬度、流量等。本研究首先通過試驗獲得大量試驗數據，然后通過標準回歸系數法對管道車運動過程中筒裝農產品管道水力輸送能耗的影響因素進行敏感性分析。筒裝農產品裝置結構示意圖如圖1所示。

1 試驗數據的獲得

1.1 試驗裝置

本試驗裝置[7-9]見圖2。試驗分管路徑長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，試驗采用控制變量法。

3 能耗影響因素研究

能耗作為筒裝農產品管道水力輸送技術的一個關鍵性指標，其高低直接影響著輸送物料的動力能源，并進而影響到該技術的可行性。因此，對能耗的研究至關重要。利用試驗數據，對影響筒裝農產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，以便對該技術進行改進，力求使該技術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行時消耗的能耗。本研究主要考慮影響筒裝農產品管道水力輸送能耗的因素有：環狀縫隙寬度（B）、荷重（G）、流量（Q）、單位能耗（ΔE）。

結合筒裝農產品管道水力輸送試驗，對筒裝農產品管道水力輸送能耗的影響因素進行分析，結果表明B、G和Q均會對能耗產生影響，其影響程度Q>B>G，這為進一步研究和實際應用中優化運輸條件提供了參考，以便確定最佳的運輸模式。

[BT1+*2]4 結論

筒裝農產品管道水力輸送作為一種節能環保的水力輸送方式，其技術是否可行取決于輸送能耗的大小。本研究通過大量的試驗數據，采用標準回歸系數法對筒裝農產品管道水力輸送能耗的影響因素進行了敏感性分析，發現環狀縫隙寬度B、荷載G和流量Q均會對筒裝農產品管道水力輸送能耗產生影響，其影響程度依次為Q>B>G。本研究對進一步優化筒裝農產品管道水力輸送技術參數提供了理論依據。

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