水力空化清洗装置设计与评价

【摘要】：自振空化水射流包含空化射流与脉冲射流的特点,主要应用在开采煤炭、钻井等工业领域,目前,开始渐渐应用到清洗领域,如船体和管道的清洗等。自振空化水射流效率高、节约资源和成本低等优点。通过对其研究,将使得其在清洗领域得到广泛应用,促进清洗领域的发展,产生经济效益和社会效益本文以设计清洗装置为目标,从理论上分析空化射流的清洗机理,体现出空化射流的特点。为了进一步突出空化水射流的研究意义,通过实验,测定空化射流的清洗效果,并从压力、时间、靶距等因素上分析空化射流清洗技术。为了得出空化喷嘴内部情况,本文通过利用FLUENT软件对空化喷嘴进行内部流场模拟并进行分析。结合理论、实验、模拟的三种方法的分析,突出空化射流中,空化喷嘴的重要作用,并为将来进一步的研究提出指引方向。考虑到清洗领域的广阔性,本文从简单便携的角度出发,设计出一套清洗装置,方便空化清洗射流应用到各种场所。在理论上,我们从高压水射流技术的角度出发,进而将空化的概念带入到高压水射流,接着分析产生空化的条件与机理,最终将空化射流的清洗机理阐明。在实验上,我们先是设计喷嘴,得出一个较合理的喷嘴结构,然后通过对比实验和实际清洗能力,分析空化射流的的可研究性,从而再从压力、靶距和时间因素上分析产生空化射流的空化喷嘴。在模拟中,为了得到试验中无法实现的喷嘴内部流动状况,我们从压力统计云图、速度矢量图、静压力图体现内部状况