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管道可以用來充當運輸工具取代火車、卡車或駁船，現在已經發展到了第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制品、肥料、固體廢料甚至包裹和郵件，當然還有糧食。
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，管道內的液體必須在2.44～3.66m/s的速度范圍內流動。管道內的水必須以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、更經濟。PCP和HCP兩者都有其相應的合適用途。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世紀農產品運輸中起重要作用，盡管作用不同。
PCP技術可追溯到19世紀初，當時丹麥工程師喬治*梅德赫斯特(GeorgeMedhurst)發現：信件和其他貨物可能在小管子里以高達100m/h的速度輸送。目前已有許多PCP系統正在小規模使用著。絕大多數銀行用PCP輸送貨幣或文件，大型醫院里還用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一條大型PCP，但因對采用新工藝的遲疑不決，又因設計中新的運輸方式的成本(按每噸每英里美元計)并不比現有運輸方式如卡車、鐵路或皮帶輸送機便宜，至今未能投入商業性使用。
盡管如此，將來PCP系統的設計將使用線性感應電機(與高速電氣火車和滑行鐵路車輛所用的技術相同)，其成本降可多達50%，使其獲得在現有方法以上壓倒性的經濟優越性。
HCP技術目前仍處于研究開發階段，雖然從20世紀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)大學曾從1990年起組織了一個工業/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備供商業性使用，正等待一座在建設過程中的大型示范廠做試驗。
用于煤炭管道的相同技術如：專用的泵送裝置、進口和出口系統、計算機控制系統等，都能經過修改以后供糧食管道使用。
以HCP為基礎的糧食管道，不僅技術上可行，而且在經濟上也有開發價值。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，同較新的PCP系統實例一樣，有希望使用高速線性感應電機來泵送和噴射容器。
糧食管道對環境也是更加適宜的。用來推動糧食容器穿過管道的水，可經由回流管重復使用。管道從裝卸區河流的駁船上將糧食送到內陸時，水可用于農田灌溉或其他目的。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英尺處，以防冬季管子里的水結冰，并保護管子將來不被工程建設或農田耕作所破壞。大型糧食立筒庫可敷設若干支線同主管道連接。
密蘇里大學J.P.Wu博士1988年的研究認為：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糧帶用HCP系統運輸糧食的經濟意義的研究，詳細調查了直徑從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計以及諸如能源、保險、工薪和維護等經營和保養費用。
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模經濟。
研究還假設糧食管道每年運行4個月。若在淡季用管道運送其他貨物，則糧食管道的經濟意義甚至更大。更多相關信息，還請您繼續關注我們的官方網站，環球糧機網：http://www.jpdesign.cn
密蘇里大學研究員、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將按照一個大膽而周密的研究開發程序，在5年內得到開發，費用估計在500萬美元左右。技術研究將集中在容器的設計和容器在裝卸點裝載和卸載的搬運方法，能在3年以內花200萬美元完成。修正1988年曾做過的現場特定經濟分析，驗明當時考慮過的主要糧食管道在經濟上最為可行的路線，將用2年左右時間花50萬美元完成。建成后規模之大足以模擬未來商用糧食管道系統的示范廠，將花去另外200萬美元。Liu博士目前正在從政府機構和工業的國際財團尋求資助。他在1999年糧食立筒庫和糧食加工協會一次技術討論會上還說：一個橫穿美國輸送糧食的管道系統，可能是21世紀美國對付農業面臨的若干困難問題的答案。
管道輸送糧食的歷史與展望
來源：環球糧機網發布時間：2015-06-24 14:30:00
