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管道可以用来充当运输工具取代火车、卡车或驳船，现在已经发展到了第3代。第一代是液体管道，用于输送水、石油等液体，第二代是泥浆管道，第三代是容器管道，可以输送装在封闭容器中的化学制品、肥料、固体废料甚至包裹和邮件，当然还有粮食。
容器管道有两类：水力容器管道HCP(hydraulic capsule pipeline)使用液体(通常是水)支承和推动容器，而气力容器管道PCP(pneumatic capsule pipeline)则使用气体(通常是空气)推动容器。
由于空气太轻，不能提供充分的浮力和空气动力学提升力，难以支承这些容器，因此大型的PCP容器是带有轮子的车辆，可以滚动穿过管道。HCP容器要由水运载，管道内的液体必须在2.44～3.66m/s的速度范围内流动。管道内的水必须以90%左右的起离速度(lift-offvelocity,即容器被提离管道底面时的速度)移动，以减轻管壁同容器的磨擦。
尽管PCP以高速移动并且不直接接触货物，但HCP的能源效率更高、更经济。PCP和HCP两者都有其相应的合适用途。直径0.3～0.9m的HCP更适合于运输粮食，而PCP最适于城市之间的货运。他们都将在21世纪农产品运输中起重要作用，尽管作用不同。
PCP技术可追溯到19世纪初，当时丹麦工程师乔治*梅德赫斯特(GeorgeMedhurst)发现：信件和其他货物可能在小管子里以高达100m/h的速度输送。目前已有许多PCP系统正在小规模使用着。绝大多数银行用PCP输送货币或文件，大型医院里还用PCP运送药品或血液，PCP还在机场和大型工厂中使用。这些管道的直径通常小于0.3m，并且只用于短距离如相邻的建筑物之间。
较大、较长的PCP在日本和前苏联用来输送矿物。一条长17.7km，直径12.22m的PCP从1983年起在格鲁吉亚共和国用来搬运石块。日本Sumitomo金属公司曾经营过一条直径0.9m的PCP，从矿山将石灰石送到3.2km以外的水泥厂。美国新泽西州一家特快邮递公司曾开发一条大型PCP，但因对采用新工艺的迟疑不决，又因设计中新的运输方式的成本(按每吨每英里美元计)并不比现有运输方式如卡车、铁路或皮带输送机便宜，至今未能投入商业性使用。
尽管如此，将来PCP系统的设计将使用线性感应电机(与高速电气火车和滑行铁路车辆所用的技术相同)，其成本降可多达50%，使其获得在现有方法以上压倒性的经济优越性。
HCP技术目前仍处于研究开发阶段，虽然从20世纪60年代起早已在美国、加拿大、日本和其他一些国家研究过。美国密苏里州(哥伦比亚市)大学曾从1990年起组织了一个工业/政府国际财团以资助HCP研究，迄今为止工作集中于输送煤炭。哥伦比亚附近的一条煤炭管道已准备供商业性使用，正等待一座在建设过程中的大型示范厂做试验。
用于煤炭管道的相同技术如：专用的泵送装置、进口和出口系统、计算机控制系统等，都能经过修改以后供粮食管道使用。
以HCP为基础的粮食管道，不仅技术上可行，而且在经济上也有开发价值。在许多实例中，用HCP输送粮食比用火车、卡车可以更合算。将来的HCP系统，同较新的PCP系统实例一样，有希望使用高速线性感应电机来泵送和喷射容器。
粮食管道对环境也是更加适宜的。用来推动粮食容器穿过管道的水，可经由回流管重复使用。管道从装卸区河流的驳船上将粮食送到内陆时，水可用于农田灌溉或其他目的。因管道只使用净水，不存在影响安全或造成污染的可能性。
只要曲率半径长度足够，管道可以有弯头和坡度。管道还需要埋入霜冻线以下数英尺处，以防冬季管子里的水结冰，并保护管子将来不被工程建设或农田耕作所破坏。大型粮食立筒库可敷设若干支线同主管道连接。
密苏里大学J.P.Wu博士1988年的研究认为：只要总的粮食运输量超过大约100万t(320万蒲式耳)，用管道输送比用卡车或火车更便宜。只有运输距离小于241.4km左右时，粮食管道才比驳船运输便宜。Wu博士对在美国中西部产粮带用HCP系统运输粮食的经济意义的研究，详细调查了直径从0.3～0.9m，长度从七英里到1609km的粮食管道的成本。基本建设成本不仅包括管道，还包括建筑物、管道装卸点搬运粮食的机具、获得管道用地和工程设计以及诸如能源、保险、工薪和维护等经营和保养费用。
研究证明：扩大管道直径能够得到较大的粮食管道运输能力。如：将直径0.3m的管子放大到0.9m，运输量将从每年90万t提高到800万t。这将有利于粮食管道的规模经济。
研究还假设粮食管道每年运行4个月。若在淡季用管道运送其他货物，则粮食管道的经济意义甚至更大。更多相关信息，还请您继续关注我们的官方网站，环球粮机网：http://www.worldlj.com
密苏里大学研究员、容器管道研究中心(Capsule Pipeline Research Centre)主任Henry Liu博士说：美国的粮食管道技术将按照一个大胆而周密的研究开发程序，在5年内得到开发，费用估计在500万美元左右。技术研究将集中在容器的设计和容器在装卸点装载和卸载的搬运方法，能在3年以内花200万美元完成。修正1988年曾做过的现场特定经济分析，验明当时考虑过的主要粮食管道在经济上最为可行的路线，将用2年左右时间花50万美元完成。建成后规模之大足以模拟未来商用粮食管道系统的示范厂，将花去另外200万美元。Liu博士目前正在从政府机构和工业的国际财团寻求资助。他在1999年粮食立筒库和粮食加工协会一次技术讨论会上还说：一个横穿美国输送粮食的管道系统，可能是21世纪美国对付农业面临的若干困难问题的答案。
管道输送粮食的历史与展望
来源：环球粮机网发布时间：2015-06-24 14:30:00
