空化水射流船舶清洗技术的研究

【摘要】： 目前我国的船舶清洗普遍采用喷丸方法,对环境污染大,对人体伤害大,磨料成本消耗大。针对船舶的清洗方式及特点,本文将空化水射流原理用于船舶清洗方面的研究。 空化水射流是一项高效、环保、低成本的新型高效射流技术。有研究表明,在相同泵压下,空化射流的冲击压力是连续射流冲击压力的8.6～124倍。利用此种方法,清洗、除锈等级在与高压水射流同等级的情况下,可使喷射压力降低1-2个等级。 为此,本文做了几方面的研究： 对我国船舶清洗行业的现状,高压水射流技术及空化水射流技术在船舶行业的应用、研究的进展及现状等进行总结与论述。阐明空化水射流清洗技术应用于船舶清洗行业的重要意义。 在吸收和借鉴前人研究成果的基础上,以流体力学、计算流体力学、空化与空蚀理论、水射流理论及数值仿真理论等为基础,根据空化初生的原理及空化水射流形成的方法设计两种形式的空化喷嘴——风琴管空化喷嘴和人工淹没射流喷嘴。分析研究两种喷嘴的基本结构形式,确定喷嘴的结构参数。 运用计算流体力学软件Fluent对风琴管空化喷嘴进行了仿真研究,从仿真研究角度分析结构参数对风琴管空化喷嘴产生空化能力的影响规律。 采用冲蚀铝块的间接测试方法,通过冲蚀效果来评价水射流的性能。通过对两种喷嘴的冲蚀实验数据的研究分析,探索喷嘴结构、射流压力、冲蚀时间、喷距等工作参数对不同条件下空化水射流冲蚀性能的影响关系。