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《辽宁工程技术大学》 2007年
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前混合磨料水射流液固两相流流场的数值模拟及其应用

崔虎  
【摘要】: 本文主要基于液固两相流的基本理论和计算流体力学的计算方法,在前混合磨料水射流淹没情况下喷嘴内外流场和喷嘴合理参数的研究方面,完成了以下的工作: (1)以两相流理论为基础,建立了磨料水射流的液固两相湍流的数学模型。 (2)基于有限体积法的基本思想,给出了求解两相流模型的SIMPLE算法。 (3)基于液固两相流的数学模型和数值算法,对前混合磨料水射流在淹没情况下喷嘴内外的流场进行了数值模拟,其具体结论如下: (a)在喷嘴收缩段内,轴线上水和磨料同时被加速,加速度基本相同,进入直柱段之后加速度都有所下降。在喷嘴出口外,在一定的长度区域内,水的速度基本保持不变,即出现核心区。由于水与磨料颗粒之间始终存在速度滑移,在速度差的作用下,从喷嘴入口到核心区末端,磨料颗粒一直作加速运动,在核心区的末端达到最大速度。 (b)在喷嘴外,轴线位置的速度保持不变的距离最长。在核心区外侧的截面处的流体受到紊动混掺影响,首先开始加速,然后衰减。轴线位置的磨料加速的时间最长,直到核心区的末端,流场中磨料最大速度也出现在该位置。 (c)轴线上磨料的动压明显高于水的动压。在收缩段内,二者的差别不是很大,而从直柱段起磨料的动压增长速率远大于水的增长率。在喷嘴外的核心区内,水的动压基本保持不变,而磨料动压持续增长,在核心区的末端达到峰值。 (d)湍流动能k在喷嘴内收缩段和直柱段的交界处以及直柱段的内壁附近较大。在喷嘴外,核心区的两侧附近湍流动能最大,核心区内则非常小。湍流动能耗散率ε在直柱段的内壁附近和喷嘴出口附近较大。 (e)选择内锥角为13度的喷嘴做射流时,效果较理想。 (f)水和磨料速度和动压的最大值随着直柱段长度的增加而增加,但达到12D(D为喷嘴出口处直径)时为极限状态,速度和动压将不再增加。核心区的长度随着直柱段长度的增加而减少,而达到12D之后核心区将消失。选择4D到6D直柱段长度的喷嘴做射流时效果较理想。 (g)轴线上水和磨料的速度和动压随着磨料体积分数的增加而下降,浓度为5%左右射流效果较理想。
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O359

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【引证文献】
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1 王荣娟;微磨料水射流喷嘴优化研究[D];西华大学;2011年
2 鄢勇;液压缸间隙密封流场仿真分析[D];武汉科技大学;2011年
3 牛助农;高压水射流粉碎固体物料的数值模拟及实验研究[D];西安理工大学;2010年
4 刘新泰;高压磨料射流切割的仿真研究[D];内蒙古科技大学;2012年
【参考文献】
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1 张永利;磨料两相圆形射流紊流方程的建立及其求解[J];地质灾害与环境保护;2001年04期
2 张永利,张彦路,李成全;水射流切割理论研究进展[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1999年05期
3 李忠华,章兵,邰英楼;水力喷砂割缝增产增注机理及有关参数的研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年02期
4 李成全,章兵,章梦涛,唐巨鹏;油井中磨料射流割缝增产增注机理[J];辽宁工程技术大学学报;2005年03期
5 张永利;;岩石在磨料射流作用下破坏机理[J];辽宁工程技术大学学报;2006年06期
6 蒋彧澄,宁原林,胡寿根;淹没水射流锥形喷嘴的计算分析与试验比较[J];上海理工大学学报;1999年04期
7 陈春;聂松林;吴正江;李壮云;;高压水射流的CFD仿真及分析[J];机床与液压;2006年02期
8 胡贵华;俞涛;刘小健;;前混合磨料水射流喷嘴内液固两相流的数值模拟[J];机电一体化;2005年06期
9 杨清文;水射流技术的研究进展和展望[J];煤矿机械;2001年11期
10 杨清文;前混合磨料射流系统液固两相流动特点[J];煤矿机械;2003年10期
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1 廖勇;高围压下磨料水射流切割的模糊建模和实验研究[D];重庆大学;2004年
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1 雷向阳;高围压下前混合磨料射流的切割机理及实验研究[D];重庆大学;2003年
2 侯荣国;磨料水射流切割性能和喷嘴内外流场的仿真研究[D];山东大学;2006年
【共引文献】
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1 钱光毅;;基于空化原理的孔板污水处理设备性能模拟[J];四川建筑科学研究;2010年02期
2 马飞;张文明;;水射流扩孔喷嘴内部流场的数值模拟[J];北京科技大学学报;2006年06期
3 马飞;高国华;王萍辉;王涛;张淼;;水射流土层扩孔技术及影响因素[J];北京科技大学学报;2008年06期
4 岳桂杰;刘善春;张友军;;多股磨料组合射流喷嘴设计[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2007年01期
5 童胜宝;;磨料射流的Fluent模拟及喷嘴尺寸影响研究[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2010年06期
6 于洋;史耀武;夏志东;雷永平;;均匀液滴喷射成球法的射流速度计算[J];电子元件与材料;2007年10期
7 张永利;磨料两相圆形射流紊流方程的建立及其求解[J];地质灾害与环境保护;2001年04期
8 葛强;李晓红;卢义玉;康勇;;空化射流处理有机废水的机理[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年05期
9 向文英;李晓红;卢义玉;;淹没磨料射流的空蚀能力分析[J];重庆大学学报;2009年03期
10 张明星;陈海焱;颜翠平;;背压和热压缩空气对流化床气流粉碎的影响[J];非金属矿;2009年01期
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1 郭仁宁;王若旭;陈扬;;磨料水射流喷嘴的流场数值模拟[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
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1 王兴如;基于超高压纯水射流的船壁除锈除漆关键技术与爬壁试验研究[D];大连海事大学;2010年
2 张彬;高压旋喷气液同轴喷嘴射流流场理论与试验研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 吴鸿云;集矿机牵引性能若干影响因素研究[D];中南大学;2010年
4 李俊烨;微小孔磨粒流抛光装置的研制与工艺研究[D];长春理工大学;2011年
5 颜苏芊;靶式撞击流喷水室对空气热湿处理和喷嘴流场模拟研究[D];西安建筑科技大学;2011年
6 罗武生;微磨料浆体射流的流体特性及其抛光模具钢研究[D];广东工业大学;2011年
7 刘增文;硬脆材料冲蚀机理及前混合微细磨料水射流抛光技术研究[D];山东大学;2011年
8 常宗旭;水射流非均质破岩理论及其应用[D];太原理工大学;2006年
9 冯衍霞;磨料水射流铣削陶瓷材料加工技术研究[D];山东大学;2007年
10 黄中伟;高压水射流辅助压裂机理与实验研究[D];中国石油大学;2007年
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1 高振周;煤矿井下水力冲孔快速消突的射流特性与防突机理研究[D];河南理工大学;2010年
2 王红;电脑袜机结构和性能的研究[D];浙江理工大学;2010年
3 孙龙勇;高压水射流深穿透水平射孔技术研究[D];大连理工大学;2010年
4 路畅;油井中磨料射流割缝固液两相流场的数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 尹亮亮;煤层割缝防治冲击地压的机理及数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 张啸;高压水射流割缝的破煤机理及实验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 王玉柱;高压旋喷桩加固既有建筑物地基的方案优化研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 王倪梅;磨料水射流喷嘴附近流场流动规律数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2010年
9 李辉;自激振荡脉冲射流喷嘴雾化特性理论分析与实验研究[D];湖南工业大学;2010年
10 王荣娟;微磨料水射流喷嘴优化研究[D];西华大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张小宁,王卫民,徐更光;高速撞击流技术制备炸药超细微粉的研究[J];火炸药学报;1999年03期
2 宋拥政,温效康,梁志强;高压水磨料射流切割的力学特性与模型[J];锻压机械;1995年03期
3 宫伟力,安里千;高压水射流超细粉碎技术的研究与应用[J];中国粉体技术;2001年03期
4 赵葛霄,吕文阁,陈远志;特种加工技术在精密微细加工中的应用[J];工具技术;2001年08期
5 万建武;;表面张力作用下的平行平板下填充流动模型研究[J];广州大学学报(自然科学版);2010年05期
6 秦军,李伟锋,代正华,陈谋志,刘海峰,龚欣,于遵宏;受限气固两相射流的实验研究和数值模拟[J];高校化学工程学报;2005年05期
7 宋磊;;水切割特性的影响因素及其影响行为分析[J];装备制造技术;2010年01期
8 郝瑞宇;李录;杨荣草;周国生;;双环芯微结构光纤特性分析[J];光学与光电技术;2006年02期
9 宫伟力,方湄;喷射磨技术与高压水射流粉碎机理研究的新进展[J];化工进展;1998年06期
10 刘维平,邱定蕃,马瑞新;超细粉体制备及测量技术研究进展[J];化工矿物与加工;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 廖勇;高围压下磨料水射流切割的模糊建模和实验研究[D];重庆大学;2004年
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1 原宇航;原盐水力粉碎洗涤新技术研究[D];天津轻工业学院;2000年
2 王习魁;高压微射流超细粉碎关键技术研究[D];江南大学;2005年
3 杨桂林;磨料水射流切割断面质量控制的研究[D];西华大学;2006年
4 冯振华;双螺杆磨浆机螺杆结构的研究及流场分析[D];北京化工大学;2006年
5 侯荣国;磨料水射流切割性能和喷嘴内外流场的仿真研究[D];山东大学;2006年
6 张大;高压水射流冲击材料表面强化的研究[D];大连理工大学;2006年
7 黄山;新型燃气快速热水器燃烧过程的数值模拟和实验研究[D];重庆大学;2006年
8 付曙光;高压水除鳞喷嘴射流特性的CFD仿真[D];武汉科技大学;2007年
9 张小明;除鳞喷嘴计算机辅助测试系统的研究[D];武汉科技大学;2007年
10 董庆华;数控高压水射流切割机的研究与设计[D];合肥工业大学;2007年
【二级引证文献】
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1 罗艳蕾;吴健兴;陈伦军;路芳;;基于CFD的液压滑阀阀芯均压槽的研究[J];液压气动与密封;2013年01期
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1 高惠民;云母颜料制备及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 罗威;液压缸间隙密封流场下支承环的流固耦合分析[D];武汉科技大学;2012年
2 陈林;基于磨料水射流的工程陶瓷钻削实验研究[D];西华大学;2012年
3 陈昶龙;基于Fluent软件的伺服液压缸静压支承密封流场仿真[D];武汉科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董星,段雄;高压水射流喷丸强化技术[J];表面技术;2005年01期
2 费建国;高压水射流喷嘴的流量系数及与能量转换效率的关系[J];长春光学精密机械学院学报;1995年01期
3 侯健,韩育礼,吴粉祥;超高压水射流系统压力稳定性研究[J];弹道学报;2001年04期
4 朱派龙,周锦进,范晓光,刘翠华;高压水射流切割技术原理和应用前景[J];电加工;1997年06期
5 张凤莲;磨料水射流提高加工工程陶瓷效率试验研究[J];大连铁道学院学报;2003年03期
6 宋拥政,温效康,梁志强;高压水磨料射流切割的力学特性与模型[J];锻压机械;1995年03期
7 廖振方,唐川林,张凤华;自激振荡脉冲射流喷嘴的试验研究[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年02期
8 卢义玉,李晓红,廖勇,杨新桦,雷向阳,康勇;脉冲磨料射流主要参数对切割性能的影响[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年05期
9 邰英楼,张永利,章梦涛,杨琳,朱福宝;水力喷砂破岩技术应用于油井扩孔的试验研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1998年03期
10 张永利,张彦路,李成全;水射流切割理论研究进展[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1999年05期
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1 宋玲;;固液两相流泵的研究现状分析[J];科技资讯;2010年07期
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9 刘春;马天宝;宁建国;;Euler方法中的不分裂输运算法[J];北京理工大学学报;2008年10期
10 倪允琪;;我国台风数值预告和数值模拟的进展[J];气象科技;1981年S4期
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3 伍永福;刘中兴;李姝婷;朱虹;;稀土熔盐电解槽内多相流动数值模拟[A];第十二届冶金反应工程学术会议论文集[C];2008年
4 郭仁宁;王若旭;陈扬;;磨料水射流喷嘴的流场数值模拟[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
5 贺鹏飞;罗登科;郑百林;潘琼瑶;;具有随机分布微孔材料变形的数值研究[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
6 王淑华;刘夷平;张华;王经;;两个连续Taylor气泡在垂直管中上升的数值模拟[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
7 周丽丽;刘辉;雷志刚;;选择性催化还原反应器气体预分布器内速度场和浓度场模拟[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
8 林祥;尹宝树;杨德周;;波浪在波流相互作用中对底应力及流速的影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
9 陈可锋;季小强;李鑫;;海平面上升对江苏沿海潮波影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
10 杨欣;程文;川端信义;;公路隧道火灾热气流运动规律的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
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1 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2 本报记者 赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
3 张晓健;二重大型铸锻件数值模拟国家工程实验室获批[N];中国冶金报;2007年
4 向杰 实习生:孙馨;在计算机上模拟大气和海洋运动[N];科技日报;2005年
5 上海交通大学 潘健生;材料热处理过程的数值模拟[N];科技日报;2002年
6 杨雄飞;炼钢与环境技术的研究方法[N];世界金属导报;2007年
7 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
8 纪明毅;也谈“高压氧”的定义[N];健康报;2006年
9 付冰赵辉;油藏数值模拟技术成为“常规武器”[N];中国石油报;2007年
10 ;葡萄酒国家标准(节选连载②)[N];中国食品报;2008年
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3 严春吉;液体射流分裂雾化机理及内燃机缸内工作过程的模拟[D];大连海事大学;2005年
4 何志伟;复合期权与路径相关期权定价理论模型、数值模拟及应用研究[D];华中科技大学;2005年
5 郭永红;超细粉再燃低NO_x燃烧技术的数值模拟与实验研究[D];华北电力大学(北京);2006年
6 胡国权;淮河试验时期的能量与水份循环研究[D];中国气象科学研究院;2001年
7 吴一红;管阵流体弹性不稳定性研究及流体诱发振动数值模拟[D];清华大学;1991年
8 陈黎明;电弧加热发动机的设计与研究[D];清华大学;2002年
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10 周素云;激光等离子体中有着自生磁场的密度通道的分析研究[D];南昌大学;2007年
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1 崔虎;前混合磨料水射流液固两相流流场的数值模拟及其应用[D];辽宁工程技术大学;2007年
2 王卫国;圆柱水力旋流器内液固两相流的数值模拟[D];山东大学;2006年
3 刘旭晓;KDF滤料处理重金属离子废水的研究及流化床流场的CFD模拟[D];天津大学;2006年
4 雷源源;基于细观力学理论的混凝土早期裂缝形成机理[D];南昌大学;2007年
5 张秋菊;高水基安全阀流场的CFD仿真[D];太原理工大学;2008年
6 刘明明;烟气发生器燃烧流场计算与分析[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 孙玉霞;板坯结晶器钢液流动及液面波动行为的模拟研究[D];内蒙古科技大学;2009年
8 杨画春;纳米流体强化传热特性的研究[D];青岛科技大学;2007年
9 周海军;烟气发生器燃烧流场的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 林红;纳米流体强化传热特性的理论及实验研究[D];青岛科技大学;2008年
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