應用水力旋流排砂器清除水刀切割槽內淤砂之實驗研究

Abstract

水刀是一種具有高精度的環保切割工具，使用水刀需配置切割槽，藉以承接切割過程中所產生的水、砂粒與碎屑，並吸收水刀切割後的水柱殘留能量。切割槽容量有限，需要不定期清除槽內的殘留物，以確保切割作業的安全性。切割槽內的砂粒與碎屑(簡稱殘留物)主要來自切割過程中高壓水柱內加入的磨料(石榴砂)以及被切割物產生的碎屑。目前清除切割槽殘留物的方式以人工挖取與泵浦抽砂兩種為主；人工挖取方法須先將水體放乾後再以人力挖除殘留物，費時費力；泵浦抽砂方法將切割槽內水與殘留物一併抽到指定的地方堆置進行沉降分離，此法卻相當耗費空間。有鑑於此，本研究提出結合抽砂泵浦及水力旋流排砂器(簡稱排砂器)的方法來清除切割槽的殘留物，提高殘留物與水體分離之效率，並節省空間使用。 本研究完成28組室內試驗研究(包含清水及渾水試驗各14組)，先探討排砂器不同模型尺寸配置(深寬比、底坡坡度、入流管管徑與底孔孔徑)對水砂分離效果的影響，然後探討泵浦在切割槽內的放置位置及泵浦回流出水口放置位置(6組)對清除切割槽殘留物的效果。試驗結果顯示排砂器能有效排除粒徑0 02 mm以上殘留物之固體顆粒，泥砂去除效率可達到99%。另外，將泵浦回流出水口位置安排在泵浦的正對面位置時，對於清除切割槽內殘留物有比較好的清除效果。試驗綜合結果顯示本研究所提出的排砂器與泵浦串聯的方法，可以縮短水砂分離的處理時間、增加水的再利用以及節省殘留物處理的操作空間。

Date of Award	2015 Aug 11
Original language	Chinese
Supervisor	Chyan-Deng Jan (Supervisor)