筒装农产品管道水力输送能耗的研究

王锐　李飞　李永业等

摘要：现代运输技术是农产品绿色物流发展的重要支撑，针对传统农产品运输能耗较大、成本较高、易受天气影响等缺点，提出了1种低碳环保的筒装农产品管道水力输送技术。结合模型试验和理论分析，利用大量试验数据，通过标准回归系数法对筒装农产品水力管道输送能耗的影响因素进行分析。结果表明：各影响因素对筒装农产品水力输送过程中的能耗存在不同程度的影响，其中流量影响最大，荷重影响最小。研究成果对筒装农产品水力输送技术的进一步研究具有参考价值。

关键词：农产品；水力输送；流量；荷重；能耗

中图分类号： TV131.2 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0358-02

近年来，农产品运输业的健康发展受到越来越多的关注。改进和开发农产品新能源运输设备是现代农业产业运输链实现低碳环保的重要环节[1-3]。筒装农产品水力输送技术就是在此基础上提出的一种新型的农产品物流输送技术。该技术是以水作为载体，将农产品装盛并密封于圆筒状的管道车内，通过加压装置在封闭管道内推动管道车运动，以此来输送物料的一种新兴的输送方式[4-6]。该技术具有运行成本低、效率高、占地少、管道布置不受地形限制、无污染、安全可靠和不受天气影响等优点。能耗作为影响该技术推广应用的一项关键评价指标，其大小直接影响该技术的推广应用前景。筒装农产品管道水力输送技术中，影响该技术能耗的因素很多，其中主要有物料的重量、环状缝隙宽度、流量等。本研究首先通过试验获得大量试验数据，然后通过标准回归系数法对管道车运动过程中筒装农产品管道水力输送能耗的影响因素进行敏感性分析。筒装农产品装置结构示意图如图1所示。

1 试验数据的获得

1.1 试验装置

本试验装置[7-9]见图2。试验分管路径长100 mm，壁厚5 mm，总长44 m，管路有平直管段和弯管段组成。测试段沿程布置9个测点，试验采用控制变量法。

3 能耗影响因素研究

能耗作为筒装农产品管道水力输送技术的一个关键性指标，其高低直接影响着输送物料的动力能源，并进而影响到该技术的可行性。因此，对能耗的研究至关重要。利用试验数据，对影响筒装农产品管道水力输送能耗的因素作出敏感性分析，主要分析各因素对能耗的影响程度，以便对该技术进行改进，力求使该技术在消耗相同能量的情况下尽可能多地输送物料。本研究中的能耗包括水流自身摩擦消耗的能耗、水流与管道之间摩擦消耗的能耗和真正用于推动管道车运行时消耗的能耗。本研究主要考虑影响筒装农产品管道水力输送能耗的因素有：环状缝隙宽度（B）、荷重（G）、流量（Q）、单位能耗（ΔE）。

结合筒装农产品管道水力输送试验，对筒装农产品管道水力输送能耗的影响因素进行分析，结果表明B、G和Q均会对能耗产生影响，其影响程度Q>B>G，这为进一步研究和实际应用中优化运输条件提供了参考，以便确定最佳的运输模式。

[BT1+*2]4 结论

筒装农产品管道水力输送作为一种节能环保的水力输送方式，其技术是否可行取决于输送能耗的大小。本研究通过大量的试验数据，采用标准回归系数法对筒装农产品管道水力输送能耗的影响因素进行了敏感性分析，发现环状缝隙宽度B、荷载G和流量Q均会对筒装农产品管道水力输送能耗产生影响，其影响程度依次为Q>B>G。本研究对进一步优化筒装农产品管道水力输送技术参数提供了理论依据。

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