Estudio numérico sobre las características del flujo del sistema de alimentación de lodos en un escudo hidrojet
Autores: Jia, Hao; Feng, Hao; Wang, Yapeng; Sun, Jiuchun; Sun, Xiaopeng; Sang, Yunlong; Wang, Haitao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Estudio numérico sobre las características del flujo del sistema de alimentación de lodos en un escudo hidrojet
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Máquina de escudo hidrojet
Lodo
Sistema de tuberías
Dinámica de fluidos computacional
Coeficiente de Elevación de Partículas
Ratio de Mejora Regional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La máquina de escudo hidrojet, un tipo de máquina de escudo que avanza rápidamente, utiliza una mezcla para la excavación y la eliminación de escombros a través de un sistema de tuberías. El sistema de tuberías incluye un sistema de alimentación enjuagado que inyecta la mezcla en áreas en riesgo de obstrucción. Este estudio proporciona un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) de las características de flujo de una gran máquina de escudo hidráulico, proponiendo el Coeficiente de Elevación de Partículas (L) y la Relación de Mejora Regional (I) como criterios innovadores para evaluar los efectos de la distribución del caudal y la velocidad de rotación de la rueda de corte. Al ajustar la proporción de flujo de arrastre en la parte inferior de las cámaras al 30%, 50% y 100%, se obtuvieron tres estrategias de distribución de flujo, etiquetadas como FC1, FC2 y FC3, para adaptarse a las condiciones normales de transporte de mezcla, abordar la acumulación de lodo en la cabeza de corte y tratar la deposición de partículas de roca y suelo en el fondo de la cámara, respectivamente. La estrategia FC3 amplifica el flujo de chorros simétricos en la región de arrastre inferior, fortaleciendo el flujo ascendente que arrastra el fluido circundante, aumentando así significativamente los valores de L e I en el área objetivo y mostrando un gran potencial para inhibir el asentamiento y la deposición de escombros de roca y suelo. Este estudio también enfatiza la necesidad de integrar estrategias de distribución de chorros de mezcla con el monitoreo en tiempo real de la acumulación de lodo en la cabeza de corte y la deposición en la cámara, mientras se ajusta la velocidad de rotación de la cabeza de corte según las condiciones geológicas.
Descripción
La máquina de escudo hidrojet, un tipo de máquina de escudo que avanza rápidamente, utiliza una mezcla para la excavación y la eliminación de escombros a través de un sistema de tuberías. El sistema de tuberías incluye un sistema de alimentación enjuagado que inyecta la mezcla en áreas en riesgo de obstrucción. Este estudio proporciona un análisis de dinámica de fluidos computacional (CFD) de las características de flujo de una gran máquina de escudo hidráulico, proponiendo el Coeficiente de Elevación de Partículas (L) y la Relación de Mejora Regional (I) como criterios innovadores para evaluar los efectos de la distribución del caudal y la velocidad de rotación de la rueda de corte. Al ajustar la proporción de flujo de arrastre en la parte inferior de las cámaras al 30%, 50% y 100%, se obtuvieron tres estrategias de distribución de flujo, etiquetadas como FC1, FC2 y FC3, para adaptarse a las condiciones normales de transporte de mezcla, abordar la acumulación de lodo en la cabeza de corte y tratar la deposición de partículas de roca y suelo en el fondo de la cámara, respectivamente. La estrategia FC3 amplifica el flujo de chorros simétricos en la región de arrastre inferior, fortaleciendo el flujo ascendente que arrastra el fluido circundante, aumentando así significativamente los valores de L e I en el área objetivo y mostrando un gran potencial para inhibir el asentamiento y la deposición de escombros de roca y suelo. Este estudio también enfatiza la necesidad de integrar estrategias de distribución de chorros de mezcla con el monitoreo en tiempo real de la acumulación de lodo en la cabeza de corte y la deposición en la cámara, mientras se ajusta la velocidad de rotación de la cabeza de corte según las condiciones geológicas.