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管道可以用來充當(dāng)運輸工具取代火車、卡車或駁船，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了第3代。第一代是液體管道，用于輸送水、石油等液體，第二代是泥漿管道，第三代是容器管道，可以輸送裝在封閉容器中的化學(xué)制品、肥料、固體廢料甚至包裹和郵件，當(dāng)然還有糧食。
容器管道有兩類：水力容器管道HCP(hydraulic capsule pipeline)使用液體(通常是水)支承和推動容器，而氣力容器管道PCP(pneumatic capsule pipeline)則使用氣體(通常是空氣)推動容器。
由于空氣太輕，不能提供充分的浮力和空氣動力學(xué)提升力，難以支承這些容器，因此大型的PCP容器是帶有輪子的車輛，可以滾動穿過管道。HCP容器要由水運載，管道內(nèi)的液體必須在2.44～3.66m/s的速度范圍內(nèi)流動。管道內(nèi)的水必須以90%左右的起離速度(lift-offvelocity,即容器被提離管道底面時的速度)移動，以減輕管壁同容器的磨擦。
盡管PCP以高速移動并且不直接接觸貨物，但HCP的能源效率更高、更經(jīng)濟。PCP和HCP兩者都有其相應(yīng)的合適用途。直徑0.3～0.9m的HCP更適合于運輸糧食，而PCP最適于城市之間的貨運。他們都將在21世紀(jì)農(nóng)產(chǎn)品運輸中起重要作用，盡管作用不同。
PCP技術(shù)可追溯到19世紀(jì)初，當(dāng)時丹麥工程師喬治*梅德赫斯特(GeorgeMedhurst)發(fā)現(xiàn)：信件和其他貨物可能在小管子里以高達(dá)100m/h的速度輸送。目前已有許多PCP系統(tǒng)正在小規(guī)模使用著。絕大多數(shù)銀行用PCP輸送貨幣或文件，大型醫(yī)院里還用PCP運送藥品或血液，PCP還在機場和大型工廠中使用。這些管道的直徑通常小于0.3m，并且只用于短距離如相鄰的建筑物之間。
較大、較長的PCP在日本和前蘇聯(lián)用來輸送礦物。一條長17.7km，直徑12.22m的PCP從1983年起在格魯吉亞共和國用來搬運石塊。日本Sumitomo金屬公司曾經(jīng)營過一條直徑0.9m的PCP，從礦山將石灰石送到3.2km以外的水泥廠。美國新澤西州一家特快郵遞公司曾開發(fā)一條大型PCP，但因?qū)Σ捎眯鹿に嚨倪t疑不決，又因設(shè)計中新的運輸方式的成本(按每噸每英里美元計)并不比現(xiàn)有運輸方式如卡車、鐵路或皮帶輸送機便宜，至今未能投入商業(yè)性使用。
盡管如此，將來PCP系統(tǒng)的設(shè)計將使用線性感應(yīng)電機(與高速電氣火車和滑行鐵路車輛所用的技術(shù)相同)，其成本降可多達(dá)50%，使其獲得在現(xiàn)有方法以上壓倒性的經(jīng)濟優(yōu)越性。
HCP技術(shù)目前仍處于研究開發(fā)階段，雖然從20世紀(jì)60年代起早已在美國、加拿大、日本和其他一些國家研究過。美國密蘇里州(哥倫比亞市)大學(xué)曾從1990年起組織了一個工業(yè)/政府國際財團以資助HCP研究，迄今為止工作集中于輸送煤炭。哥倫比亞附近的一條煤炭管道已準(zhǔn)備供商業(yè)性使用，正等待一座在建設(shè)過程中的大型示范廠做試驗。
用于煤炭管道的相同技術(shù)如：專用的泵送裝置、進(jìn)口和出口系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)等，都能經(jīng)過修改以后供糧食管道使用。
以HCP為基礎(chǔ)的糧食管道，不僅技術(shù)上可行，而且在經(jīng)濟上也有開發(fā)價值。在許多實例中，用HCP輸送糧食比用火車、卡車可以更合算。將來的HCP系統(tǒng)，同較新的PCP系統(tǒng)實例一樣，有希望使用高速線性感應(yīng)電機來泵送和噴射容器。
糧食管道對環(huán)境也是更加適宜的。用來推動糧食容器穿過管道的水，可經(jīng)由回流管重復(fù)使用。管道從裝卸區(qū)河流的駁船上將糧食送到內(nèi)陸時，水可用于農(nóng)田灌溉或其他目的。因管道只使用凈水，不存在影響安全或造成污染的可能性。
只要曲率半徑長度足夠，管道可以有彎頭和坡度。管道還需要埋入霜凍線以下數(shù)英尺處，以防冬季管子里的水結(jié)冰，并保護(hù)管子將來不被工程建設(shè)或農(nóng)田耕作所破壞。大型糧食立筒庫可敷設(shè)若干支線同主管道連接。
密蘇里大學(xué)J.P.Wu博士1988年的研究認(rèn)為：只要總的糧食運輸量超過大約100萬t(320萬蒲式耳)，用管道輸送比用卡車或火車更便宜。只有運輸距離小于241.4km左右時，糧食管道才比駁船運輸便宜。Wu博士對在美國中西部產(chǎn)糧帶用HCP系統(tǒng)運輸糧食的經(jīng)濟意義的研究，詳細(xì)調(diào)查了直徑從0.3～0.9m，長度從七英里到1609km的糧食管道的成本。基本建設(shè)成本不僅包括管道，還包括建筑物、管道裝卸點搬運糧食的機具、獲得管道用地和工程設(shè)計以及諸如能源、保險、工薪和維護(hù)等經(jīng)營和保養(yǎng)費用。
研究證明：擴大管道直徑能夠得到較大的糧食管道運輸能力。如：將直徑0.3m的管子放大到0.9m，運輸量將從每年90萬t提高到800萬t。這將有利于糧食管道的規(guī)模經(jīng)濟。
研究還假設(shè)糧食管道每年運行4個月。若在淡季用管道運送其他貨物，則糧食管道的經(jīng)濟意義甚至更大。更多相關(guān)信息，還請您繼續(xù)關(guān)注我們的官方網(wǎng)站，環(huán)球糧機網(wǎng)：http://weddingmemoery.com
密蘇里大學(xué)研究員、容器管道研究中心(Capsule Pipeline Research Centre)主任Henry Liu博士說：美國的糧食管道技術(shù)將按照一個大膽而周密的研究開發(fā)程序，在5年內(nèi)得到開發(fā)，費用估計在500萬美元左右。技術(shù)研究將集中在容器的設(shè)計和容器在裝卸點裝載和卸載的搬運方法，能在3年以內(nèi)花200萬美元完成。修正1988年曾做過的現(xiàn)場特定經(jīng)濟分析，驗明當(dāng)時考慮過的主要糧食管道在經(jīng)濟上最為可行的路線，將用2年左右時間花50萬美元完成。建成后規(guī)模之大足以模擬未來商用糧食管道系統(tǒng)的示范廠，將花去另外200萬美元。Liu博士目前正在從政府機構(gòu)和工業(yè)的國際財團尋求資助。他在1999年糧食立筒庫和糧食加工協(xié)會一次技術(shù)討論會上還說：一個橫穿美國輸送糧食的管道系統(tǒng)，可能是21世紀(jì)美國對付農(nóng)業(yè)面臨的若干困難問題的答案。
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管道輸送糧食的歷史與展望
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-06-24 14:30:00
