后混式高压磨料水射流磨料分布规律分析

为了提高带钢后混式高压磨料水射流除鳞清理效率, 设计了磨料分布测试装置, 以试件表面磨料冲击坑数量来表征磨料在射流横截面上的分布, 研究了靶距和工作压力对磨料在射流横截面上分布的影响。结果表明, 磨料在射流横截面径向的分布服从正态分布规律, 靶距增大会导致磨料分布范围增大, 分布分散化、均匀化, 且磨料的分布范围与靶距成一阶线性关系; 工作压力与磨料的分布范围成正比关系, 且提高工作压力会增大喷嘴混合腔中有效混合的磨料总数。     

压力脉动对高压纯水射流喷射噪声的影响

定量分析了高压纯水射流喷射噪声A声压级与射流压力、压力脉动及射流靶距的联系,主要得出了喷射噪声在常见条件下随着压力脉动的减小反而略有增加的结论。因为压力脉动减小导致流速增加,从而使冲击噪声和涡流噪声略有增加。     

高压水射流冲孔基本规律的实验研究

采用高压水射流实验系统分别进行水压力、射流靶距、时间等单因素影响实验,分析这些因素对水射流冲孔效果的影响规律。实验结果表明:随着水压力的增加,射孔深度呈线性增加;当喷嘴直径为1.02mm时,水射流的最佳靶距为2mm;高压水射流存在极限射流深度,在此之后,时间增加,其射流孔孔深基本不变;改变时间、靶距以及水压力,试块水射流孔径基本无变化。     

前混合磨料射流在除锈中的应用

为了获得效率高、质量好的除锈方法,采用高压水射流前混合磨料射流设备对钢板样件进行表面除锈试验,对试验各项参数(压力、磨料浓度、靶距、移动速度)进行研究分析。结果表明,所采用的前混合磨料射流在压力20 MPa、磨料浓度25%、靶距70 mm、移动速度约500 mm/min时,除锈效率最高,同比其他除锈方法,前混合磨料射流对钢板表面处理具有除锈效率高、质量好、比能耗低及操作灵活、对环境污染小等特点。     

切割参数对超高压磨料水射流割岩深度影响的试验研究

文章针对煤矿井下超高压磨料水射流切顶卸压过程中切割参数对割岩深度影响不明的问题,采用自行研发的超高压混合磨料水射流切割装置,以沙区二号煤矿4号煤顶板中的石灰岩为靶件材料,分别研究了射流靶距、切割角度及射流压力等关键切割参数对割岩深度的影响规律。结果表明：随着射流靶距的增大,割岩深度先增大后减小;当射流靶距为6mm时,割岩深度达到最大值143mm。切割角度与割岩深度的关系曲线近似呈“M”型变化,随着切割角度的增大割岩深度先增后减再增再减,并在80°时达到割岩深度的最大值。随射流压力的增大,割岩深度近似线性增加,说明系统压力越大越有利于超高压磨料水射流破岩卸压。研究结果为超高压磨料水射割岩参数的合理选取提供了理论依据。     

前混合磨料射流切割的几个问题探讨

从磨料射流切割模型出发，通过实验探讨了前混合磨料射流切割钢板时射流参数（驱动压力、磨料浓度、横移速度和靶距）对切割深度和切割比能耗的影响，指出了现行系统存在的不足和今后应重点解决的问题。     

磨料射流束中磨料能量分布与切口形状的实验模拟研究

在研究磨料水射流对304不锈钢的切削过程中,发现切口形状与射流束中的粒子能量分布有很大关系。通过理论分析和数值模拟得出了粒子在射流束中的压力分布、速度分布和浓度分布规律。分析出射流束中粒子能量为双峰分布,同时通过Fluent仿真发现冲击过程存在水垫效应,磨料射流冲击材料表面时传递的能量是不均匀的,主要分布在距离中心一段距离的环形区域上。     

超高压磨料水射流工艺参数优化实验研究

为了提升磨料射流的切割效率,通过研制的超高压磨料水射流切割系统开展了不同工艺参数对石灰岩的切割效果研究。结果表明：随着水射流压力的增加,切割深度首先表现为线性增大,然后增速逐渐放缓;最佳磨料流量参数为0.6 kg/min;最佳初始射流靶距为5 mm;磨料射流的切割深度随喷嘴横移速度呈下降趋势;随着射流切割角度的增加,切割深度呈现出“M”型变化趋势,在80°时切割深度达到最大值;基于正交试验进行极差分析,明确工艺参数对切割深度的影响权重由大到小依次为水射流压力、喷嘴横移速度、磨料流量、喷嘴切割角度和射流靶距,得出最佳的切割参数组合为水射流压力400 MPa,磨料流量0.8 kg/min,喷嘴横移速度1 mm/s,射流靶距6 mm,射流切割角度80°。     

前混合磨料射流水下切割混凝土的试验研究

试验制备了混凝土试件,利用前混合磨料射流切割装置,试验研究了影响前混合磨料射流水下切割诸参数（压力、靶距、磨料浓度和横移速度）与切割深度的关系。试验结果表明：前混合磨料射流水下切割混凝土与水下切割钢板规律基本一致。     

煤体相似材料高压气射流参数优化及冲蚀特性分析北大核心

为了有效避免水力化射流技术可能存在的水封抑制瓦斯解吸和降低煤层渗透率的缺陷,基于已有的气射流研究基础,采用理论分析和实验室实验等研究手段,对高压气射流的冲孔特性及射流参数组合下冲孔破煤规律进行了分析研究。结果表明:影响实验结果指标的3个因素中,射流压力的影响最大,冲击靶距次之,喷嘴规格对实验结果影响最小;实验范围内最优射流参数组合为射流压力12 MPa,冲击靶距30 mm,喷嘴规格3.5马赫数;射流冲蚀效果随着射流压力的增加不断增加,当射流压力达到10 MPa时,试件发生贯穿,进一步提升至12 MPa时,试件发生破碎;射流冲蚀存在最优冲击靶距,该靶距条件下,射流冲蚀效果最佳,一般为6~7倍喷嘴直径;喷嘴规格对冲蚀实验效果影响不大,随着喷嘴规格的增加,冲蚀效果趋于恒定。     

磨料水射流切割深度的神经网络模型

在磨料水射流切割混凝土实验基础上,应用BP人工神经网络理论,建立了基于射流压力、靶距、磨料粒径、磨料流量、磨料喷嘴直径、磨料喷嘴长度及横移速度等射流参数的磨料水射流切割深度模型,通过模型预测结果与实验结果的比较,验证模型具有一定的精度,为实际的运用和进一步研究提供了参考。     

淹没高压水射流清洗地浸生产井过滤器的数值分析

采用数值模拟方法, 利用Fluent软件对300 m水深的淹没高压水射流清洗地浸过滤器的流场特性进行分析, 对比了不同喷嘴直径、喷嘴压降、冲击偏角和冲击靶距对污垢的冲击压力、剪应力、有效去污面积等去污指标的影响。结果显示, 喷嘴直径从1.0 mm增至2.0 mm, 射流最大冲击压力、最大径向速度和有效清洗长度分别增加22.15%、27.59%和905.46%;增大喷嘴压降会增强射流冲击压力, 提高射流去污能力;适当增大冲击偏角可以增强靶面剪应力, 冲击偏角 30°左右时去污效果较好;有效去污面积随冲击靶距增加整体呈先增大后减小的趋势。数值仿真分析结果表明, 采用淹没高压水射流去除地浸生产井过滤器上的堵塞物是可行的。分析数据可为清洗喷嘴的设计及清洗工作参数的选取提供一定参考依据。     

固液两相射流喷嘴外冲击流场的数值模拟

以k-ε双方程模式湍流流动为理论基础,利用有限元分析软件对固液两相射流前混合喷嘴外冲击流场进行数值模拟,得到前混合磨料水射流喷嘴外冲击流场的速度场和应力场变化。仿真结果表明,两相射流沿轴线方向速度在自由射流阶段速度梯度下降缓慢,接近壁面时速度梯度变化剧烈,到达壁面后动能全部转化为压能,压能达最大值。     

磨料水射流的切割机理

用磨料水射流对材料进行切割实质上是一个冲蚀作用过程。本文根据磨料颗粒对脆性材料的切割过程,研究了磨料水射流的切割机理,即对物体在磨料水射流冲蚀作用下表面所受的压力及分布、冲蚀破坏的方式及特点进行了探讨,并分析了磨料颗粒的密度、速度及尺寸对磨料水射流冲蚀能效的影响。     

高压水射流冲击压力分布规律的研究

为实现对喷嘴结构和参数的优化,设计更适用于煤层钻孔的高压水射流喷嘴,利用射流冲击压力分布测试装置,对高压水射流冲击压力在射流纵横断面的分布及变化规律进行了实验研究,并对射流冲击压力的分布进行了数值模拟。研究表明:在淹没条件下,随着径向距离的增加,射流冲击压力不断降低,射流颗粒具有的能量越来越小;随着轴向距离的增加,存在等速核区,超过等速核区,射流冲击压力明显降低。     

钻孔水力开采用气力提升系统性能研究

采用与实际作业相近的槽内供砂方式并引入水射流喷嘴研究了钻孔水力开采用气力提升系统的性能变化规律。结果表明: 水射流喷嘴达到一定数量(N)即可消除槽底压持效应, 起到提高颗粒质量流量与提升效率的目的; 水射流喷嘴分布的非均匀性过高与过低均不利于增强气力提升性能; 水射流喷嘴在气举头埋入砂层后(即气举头底部至砂床表层距离H<0)可显著增加颗粒质量流量与提升效率。     

基于Fluent的高压水射流喷嘴优化模拟研究

为了提高高压水射流技术的破煤效率,采用Fluent软件对高压水射流的喷嘴结构和几何参数进行了优化模拟。通过分析水射流的轴向速度和壁面静压分布,选择了最佳的喷嘴结构和几何参数。结果表明:圆柱形喷嘴的最大射流速度发生在喷嘴内部,而锥形和锥直形喷嘴的最大射流速度发生在喷嘴外部,且锥形和锥直形喷嘴的最大射流速度和最大压力均明显大于圆柱形喷嘴,考虑到水射流的附壁效应,锥形喷嘴为最佳选择。锥形喷嘴的最优几何参数为:喷嘴出口直径3 mm,喷嘴锥角7°,喷嘴长度9 mm。高压水射流喷嘴的优化对提高煤层瓦斯抽采效率具有重要意义。     

关于磨料水射流理论磨料供给量的研究

介绍了磨料水射流切割优点和国内外水切机的磨料主要供给方式。通过对超高压水的流动特性分析 ,提出了在水切机磨料供给系统设计时 ,磨料供给量计算方法 ,并综合归纳了影响磨料供给量的水喷嘴、磨料喷嘴直径、系统压力的高低和磨料自身特性 (粒度、流动性 )等相关因素 ,分析了磨料供给状态对水射流的切割质量的影响     

钻割一体机钻杆设计

为解决高压磨料射流钻进割缝技术中钻进与割缝一体化的问题,研究适合钻割一体机使用的喷嘴、水刀与钻杆。在保留钻机多数主体部件不变的前提下,设计出一种钻割一体机专用钻杆,实现了钻割一体机钻进与割缝的复合。