收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微磨料水射流喷嘴优化研究

王荣娟  
【摘要】:喷嘴是微磨料水射流的关键部件。本文利用计算流体力学仿真软件FLUENT对喷嘴结构进行多相流的数值模拟,探究其几何参数对其内部流场的影响,优化出切割性能较好的喷嘴结构。 论文对五种宝石喷嘴进行非稳态、湍流、气液两相的内外流场的数值模拟,以喷嘴设计准则为评判标准,发现指数型宝石喷嘴性能最优,其次是锥直型。圆弧型和锥形的切割性能一样,而平顶型宝石喷嘴综合指标最差。 论文对混合腔和聚焦管内部进行非稳态、湍流、两相流的数值模拟,通过分析发现收敛角α对磨料出口速度影响不大,但越小,越有利于流动,且避免了磨料在聚焦管入口处聚集而导致聚焦管磨损和堵塞;当聚焦管直柱段长度为聚焦管出口直径的30倍左右时,磨料出口速度最大;聚焦管出口直径越小,磨料出口速度越大,但聚焦管出口直径越小,混合腔内部形成的负压越小,不利于磨料的吸入。综合分析,聚焦管出口直径应以水喷嘴直径3倍左右为宜。 论文对喷嘴结构的外流场进行自由射流模拟,发现非淹没微磨料水射流存在基本段和主体段,且射流在基本段存在等速核。 对喷嘴结构的外流场进行冲击射流模拟,分析发现不仅存在基本段和主体段,还存在壁面流动区。同时,在靶距不同时射流沿轴向速度分布存在相似性。在靶距小于自由射流等速核长度时,射流沿轴向的速度一直保持出口速度,直至到达壁面时才开始急剧下降,直至为零。当靶距大于自由射流等速核长度时,射流沿轴向速度保持出口速度,但在到达壁面之前已经开始缓慢下降,直至为零,同时发现靶距越小,滞止点处压力越大。因此,切割用靶距设置越小越好。有机玻璃的切割实验证明了外流场冲击射流模拟结论的正确性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱静;张凤莲;张丽;;磨料水喷嘴的优化设计[J];机械制造;2009年05期
2 李宝玉,郭楚文,林柏泉;用于安全切割的磨料水射流喷嘴设计理论和方法[J];煤炭学报;2005年02期
3 ;用水射流切削岩石或钻孔[J];采矿技术;1992年09期
4 任保林,张春燕,和占阳,戴卜兵,李刚;磨料水射流脱碳和除鳞的试验[J];流体机械;1994年08期
5 汪庆华,李福援,梁彦安;磨料水射流喷头的研究[J];西安工业学院学报;2004年02期
6 蔡书鹏,杨林,崔占峰;磨料水射流切割质量的神经网络预测[J];现代制造工程;2005年05期
7 刘浪,杨春敏,韩东太,郭楚文;煤矿井下危险环境磨料水射流切割技术探讨[J];煤矿机械;2003年04期
8 陈小民;磨料水射流切割机的数控系统[J];矿业研究与开发;1994年03期
9 宋拥政,赵晓利,郭芳筠;磨料水射流切割弹药可行性试验研究[J];锻压机械;1998年01期
10 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
11 王信用,李静,郭楚文,丁彬;磨料水射流切割技术在高速公路修复中的应用[J];矿山机械;2005年S1期
12 张凤莲;工程陶瓷磨料水射流加工工艺参数对加工质量的影响[J];制造技术与机床;2003年12期
13 周建强;工艺参数对磨料水射流加工性能的影响[J];机械工程师;2003年09期
14 俞涛,贾明峰,方明伦;基于厚度的磨料水射流切割参数模型[J];机电一体化;2002年03期
15 徐丽梅,贾明峰,俞涛;磨料水射流切割参数模型的研究[J];机械工程师;2002年06期
16 张凤莲;磨料水射流加工工程陶瓷工艺参数对加工效率的影响[J];机械设计与制造;2003年04期
17 张凤莲;磨料水射流切割工程陶瓷机理分析[J];机床与液压;2004年06期
18 杨林,杜子学,宋军;磨料水射流切割工艺参数的确定[J];新技术新工艺;2005年01期
19 成建联,宋国英,李福援;磨料水射流抛光时工艺参数对工件去除量的试验研究[J];西安工业学院学报;2002年01期
20 张运祺;磨料水射流车削、铣削与钻削[J];中国机械工程;1992年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵陆;李福援;;冰粒射流工艺能力的初步研究[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2004年
2 刘永兵;易健民;赵媛媛;;超临界流体制备超细颗粒的流动过程数值模拟[A];2010中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
3 邓松圣;廖振方;赵翔;周明来;郑胜强;张起欣;;气体保护层磨料水射流应用前景研究[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
4 董茂林;刘旭;;蒸汽蓄热器充热喷嘴型式探讨[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
5 侯健;;超高压磨料水射流水下切割技术研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
6 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
7 聂百胜;宫伟力;兰日昌;王晓娟;孟筠青;;前混合磨料水射流切割岩石的实验及机理研究[A];隧道、地下工程及岩石破碎理论与应用——隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
8 聂百胜;宫伟力;兰日昌;王晓娟;孟筠青;;前混合磨料水射流切割岩石的实验及机理研究[A];隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
9 刘绍庄;;硅酸钙板的磨料水射流切割加工应用探讨[A];第八届全国纤维水泥制品学术、标准、技术信息经验交流会暨第二届三次中国硅酸盐学会混凝土水泥制品分会纤维水泥制品专业委员会、第二届三次中国硅酸盐学会房建材料分会建筑结构与轻质板材专业委员会论文资料汇编[C];2010年
10 成建联;宋国英;李福援;;磨料水射流抛光工艺的试验研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 车翠莲;硬脆材料曲面的磨料水射流抛光技术研究[D];山东大学;2011年
2 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
3 赵健新;水力挤注式磨料水射流形成机理及装备的研究[D];重庆大学;2010年
4 杜聪;水煤浆喷嘴的实验与数值模拟研究[D];浙江大学;2011年
5 王明波;磨料水射流结构特性与破岩机理研究[D];中国石油大学;2007年
6 李兆泽;磨料水射流抛光技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 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
8 郭会芬;喷气纺纱喷嘴内三维旋转气流场及柔性纤维运动的研究[D];东华大学;2009年
9 张琨;可调式喷射器性能分析与过程研究[D];大连理工大学;2009年
10 孙军龙;新型B_4C基复合陶瓷喷嘴研究开发及其冲蚀机理研究[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高广振;七氟丙烷灭火系统优化设计及喷嘴数值模拟研究[D];西华大学;2010年
2 肖晓琳;双机架平整机组喷淋流场数值模拟与分析[D];燕山大学;2011年
3 王荣娟;微磨料水射流喷嘴优化研究[D];西华大学;2011年
4 颜继忠;聚丙烯发泡板材表面喷涂机理研究[D];苏州大学;2010年
5 戴良博;微磨料水射流技术及装置的研究[D];西华大学;2011年
6 张曙光;基于倾角补偿的磨料水射流曲线切割技术研究[D];山东大学;2010年
7 沈艳霞;锥直喷嘴淹没磨料水射流的数值模拟[D];东北石油大学;2011年
8 席洪艳;内燃机润滑油喷嘴的设计与加工技术研究[D];天津大学;2010年
9 徐芃城;前混合磨料水射流弹药切割机系统设计及切割模型的研究[D];长沙矿山研究院;2011年
10 许鲁楠;粒子冲击钻井钻头喷嘴实验研究[D];中国石油大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 罗峻;如何让墨滴更圆、更精确?[N];中国计算机报;2003年
2 冯朝荣;铁水预处理和纯镁粒喷吹脱硫技术[N];世界金属导报;2003年
3 李灿伟 徐方亮 本报特约记者 赵鹏;三级士官曹彬将高危作业变为放心工程[N];解放军报;2009年
4 杨庆利 王磊 本报特约记者 赵鹏;三代“销毁尖兵”走上讲台 生死经历激励基层官兵[N];解放军报;2010年
5 刘晨;转炉干法除尘蒸发冷却喷枪设计选择与操作维护[N];世界金属导报;2010年
6 刘明辉 张会师;新型射流泵加快大牛地压裂施工[N];中国石化报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978