前混合磨料射流系统液固两相流动特点

讨论了前混合磨料射流两相流流型，分析了磨料和水的混合机理，建立磨料粒子在混合管道和喷嘴内的运动方程并对其进行了求解，取得了有益的结论。     

前混合原理用于井下便携式水射流切割机设计中的特点分析

通过对前混合和后混合磨料射流能量传递过程和切割过程的分析,得出了前混合和后混合磨料射流切割能力的数学关系。通过前混合和后混合磨料射流切割的实验验证了其方程结果。得出了在相同输入条件下前混合磨料射流的切割能力是后混合的10倍以上的结果。     

前混合磨料射流数控切割机的开发

前混合磨料射流技术是近十几年迅速发展起来的新型射流技术。前混合磨料射流中以水为介质，磨料先和水在高压输入管中均匀混合成磨料浆液，然后经磨料喷头喷射形成磨料射流。前混合方式加强了磨料和水介质的混合效果，使磨料粒子在水介质中得到充分的加速，因此，前混合磨料射流中的磨料具有很高的动能，冲蚀物件的能力也大大提高；在同等条件下，所需要的工作压力比引射式磨料射流要低的多。     

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。     

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。     

前混合磨料水射流喷丸强化技术的射流参数

基于对前混合磨料水射流喷丸强化技术的射流参数研究,对前混合磨料水射流的射流速度及射流冲击压力,进行了一定的分析和确定。实验结果表明,前混合喷丸技术提高了加工效率,降低了加工成本,环保节能。     

磨料射流切割系统能量传输效率的研究

介绍了两种不同形式的磨料射流切割系统,分析了它们的能量传输效率,并用实验进行了验证。研究结果表明：前混合磨料射流切系统具有较高的能量传输效率和较小的切割比能。     

磨料射流井下金属管材内壁除锈的试验研究

介绍了前混合磨料射流用于井下金属管材内壁除锈的试验系统以及试验情况。结果表明:前混合磨料射流金属管内壁除锈装置,完全适合对钢制管件及其他金属件的除锈工作,是一种高效率、低能耗的管件涂装前预处理工艺设备。     

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。     

磨料射流钢管内壁除锈的试验研究

介绍了前混合磨料射流用于钢管内壁除锈的试验系统以及试领情况。结果表明:前混合磨料射流钢管内壁除锈装置,完全适合对钢制管件的除锈工作。是一种高效率、低能耗的管件涂装前预处理工艺设备。     

准直管磨料射流喷头内流的数值模拟

基于多相流动的拉格朗日离散相模型，应用FLUENT软件对准直管磨料射流准直管静止不动、入口带圆锥收敛段的直管磨料喷头内部等温、不可压缩、稳态、液固湍流进行了数值模拟.连续相采用三维不可压缩稳态雷诺时均N-S方程，湍流模型采用标准的k-ε模型，代数方程组采用分离解方法，通过SIMPLE算法求解压力速度耦合；离散相采用拉格朗日方法追踪颗粒运动轨迹；收敛残差为10^-4.研究表明，喷头混合室内存在2个环形回流区，室内连续相呈非轴对称流动.当准直管磨料射流用于切割工作时，磨料入口应略靠近混合室的出口侧；用于超细粉碎工作时，磨料入口应略靠近混合室入口侧.     

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。     

磨料水射流切割脆性材料的实验研究

磨料水射流切割是一项正在发展的新技术。对其切割效果的影响因素很多,本文仅从水射流压力、磨料流量、喷嘴移动速度、磨料粒径等对切割深度的影响作出实验分析。     

磨料水射流与磨料气体射流破岩压力对比分析

为验证磨料气体射流破岩可行性,对比分析磨料水射流和磨料气体射流破岩效果。理论分析了磨料水射流和磨料气体射流中磨料加速机理,得出磨料动能与磨料水射流和磨料气体射流入口压力之间的数值关系。基于统一强度理论,建立了适用于磨料射流破岩的能量准则,得出了岩石破坏时所需的临界能量。根据磨料加速理论和岩石破坏临界能量计算了岩石破坏临界磨料速度以及所需入口压力。基于理论计算结果,试验验证了磨料水射流和磨料气体射流冲蚀灰岩的破碎效果。结果表明:当磨料速度达到270 m/s时,所需气体射流压力的理论值为15 MPa,水射流压力的理论值为45 MPa;两种磨料射流冲蚀坑形状相同,均呈现"V"型,磨料水射流的冲蚀坑形状相较于磨料气体射流具有"口小","坑深"的特征,磨料气体射流破灰岩形成的冲蚀坑体积要大于磨料水射流。     

水射流技术的研究进展和展望

介绍了脉冲射流、空化射流和磨料射流产生和发展 ,分析了国内外研究和应用现状 ,展望了水射流技术的发展 ,对进一步研究水射流技术具有一定的指导意义。     

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。     

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     

磨料气体射流冲蚀磨损岩石特征分析

磨料气体射流在辅助钻孔和卸压增透时,能够避免塌孔,从而提高采出率。明确磨料气体射流破岩特征是推广磨料气体射流应用的重要理论基础。但目前的磨料气体射流冲蚀磨损模型忽略了反射磨料的作用。为此,开展了不同磨料种类和不同靶距条件下,磨料气体射流冲蚀灰岩实验,采用电镜扫描冲蚀坑不同区域的冲蚀特征进行分析,结合离散元模型分析磨料在冲蚀灰岩过程中的运动轨迹,明确磨料气体射流冲蚀磨损特征以及反射磨料的作用。得出磨料气体射流冲蚀灰岩时,冲蚀坑的形态大致为倒圆锥形,在冲蚀坑底部存在环形平台,环形平台下面为类球体状的冲蚀坑底部。造成这种冲蚀坑形态的主要原因为磨料气体射流流场结构的特殊性,在磨料气体射流轴心和边界处存在环形区域,环形区域内没有磨料存在。轴心处入射磨料是形成类球体的主要因素,磨料反射后趋向环形区域运动,在反射过程中,扩大了类球体和冲蚀坑直径,并形成了环形平台。类球体底部是以入射磨料的冲击应力波导致岩石破坏,类球体侧面是反射磨料造成的多次塑性变形,环形平台处存在入射磨料导致的塑性变形和反射磨料导致的疲劳破坏,冲蚀坑侧面主要以反射磨料产生疲劳破坏为主。磨料硬度对煤岩体冲蚀磨损诱因和磨损破坏特征没有影响。但较硬磨料冲蚀煤岩表面具有更高的粗糙度,同时具有更高的破岩效率。     

磨料水射流切割钢丝胶管的研究

对井下常用零件-钢丝胶管的切割做了一些实验研究,实验采用前混合磨料射流进行切割,由于磨料水射流具有切割时无味、无气体产生、无火花、加工安全、振动小、噪声低等优点,使其有可能成为煤矿井下危险环境安全切割的适用技术。试验探讨了射流压力、磨料流量、喷射靶距和横移速度对切割深度的影响。     

冰粒水射流除锈实验研究

应用后混合磨料水射流原理,用冰粒水射流进行了除锈实验研究。冰粒直径为0.5～1 mm,冰粒温度为-15～-50℃,除锈喷嘴内径为1.5 mm,除锈工件为锈蚀的碳素钢板。研究表明,通过水射流引导的冰粒射流,除锈效果明显。试验参数如工作压力、横移速度、喷射靶距、冰粒流量等对除锈效率和除锈比能耗有显著影响。其中,压力是影响除锈效率最重要的因素,在适当牺牲比能耗为代价的前提下,增加压力可提高除锈效率。