空化水射流研究现状及其应用

综述了高压水射流技术发展及应用过程,认为空化水射流是一种富有发展前途的高效新型射流．通过对空化水射流机理、空化数和冲击压力两个重要空化参数的分析,显示了空化射流的潜在优势．实验表明人工淹没空化射流具有较强的冲蚀效果,并克服了靶距范围的不足．简要介绍了该技术应用于火箭发动机内脏固体推进剂清洗工程的射流系统设计．     

自激振荡脉冲射流机理探讨

回顾了在自激振荡脉冲射流的研究概况,在此基础上应用流体网络理论中含负阻元件的电子线路,简化自激振荡脉冲射流(简称自振脉冲)的物理模型,在比拟的基础上建立数学模型。在讨论非线性方程解的过程中,采用现代自组织的有关理论分析了脉冲射流的形成机理。由于系统本身的复杂性和模拟的近似性,要了解在什么条件下才能形成稳定的耗散结构和稳定频率,可能要在线性比拟前提下采用更为复杂的比拟电路,更多地依赖于完善的实验研究。在实验研究和分析中要特别注意自激振荡的非线性特征,这与以往的研究有明显的区别。     

高温陶瓷过滤器反向脉冲过程过滤管瞬态流场分析

建立了高压陶瓷过滤器反向脉冲清洗的数学模型,得到了反向脉冲清洗的一维非稳态的压力分布解析解,进而得到了反向脉冲过程中的管内动态压力分布曲线,证实了负压区的存在.分析了反吹过程的正压峰值和负压峰值与渗透率、脉冲宽度和喷吹压力之间的关系.分析指出,负压区的存在不仅与反向脉冲系统的结构有关,而且和多孔介质本身的性质有关,这对于优化脉冲清洗系统设计具有一定的意义.结果表明,在保证脉冲反吹效果的前提下,应该选择较小的喷吹压力和脉冲宽度.     

高压水射流破岩机理研究

由于高压水射流破岩涉及的因素较多 ,且影响因素的作用规律比较复杂 ,致使其破岩机理一直未能被准确揭示 ,从而制约着水射流技术的应用和发展。对水射流破岩理论研究的状况进行了回顾 ,系统评述了水射流破岩研究中的理论要点 ,在此基础上指出水射流的冲击动载荷、岩石的动态本构关系、岩石与水射流的耦合作用以及水射流破碎岩石的数值模拟研究等是水射流破岩机理研究的发展方向 ,这对高压水射流破岩理论的深入研究和水射流技术的应用具有现实的意义     

新型水力增压实验研究

针对如何充分有效地利用井底的水力能量,既要能够提高水力能量的利用率,又要易于井下实现的问题,设计了一种新型的井下水力增压装置。利用井下环空流体对该装置分别进行了自增流量实验和射流瞬时动压力实验,并由此得出了实现最佳自增流量的开孔方案。实验结果表明:射流瞬时冲击力可以达到无孔时的2倍以上。     

深海作业用喷嘴性能仿真

为获取深海环境下喷嘴的工作性能,建立了深海围压环境下喷嘴射流的流体动力学仿真模型.采用可实现k-ε模型对射流的运动进行了数值计算.通过数值仿真获取了喷嘴性能与环境压力和喷嘴工作压力的作用规律.仿真结果表明：提高喷嘴的工作压力有助于提高射流的作业能力,但对提高有效作业距离不明显;与大气环境相比,深海围压环境下喷嘴的最大射...     

水射流土层扩孔技术及影响因素

分析了水射流土层扩孔参数,建立了射流参数与土体参数的关系.通过实验,研究了射流参数和钻杆运动参数对扩孔效果的影响.结果表明:提高扩孔效果必须增大射流功率,在射流作用力大于土体临界破坏力的条件下,增大射流流量比增大射流压力更加有效;合理地匹配钻杆运动参数更有利于扩孔效果的提高.工程应用证明,运用水射流扩孔技术制作多环扩孔型锚杆是可行的,锚杆承载力明显提高.     

喷水织机喷水动力学分析研究

通过对喷水织机喷水动力学的研究,分析出影响射水流速度大小的喷水机构参数并进行优化,以进一步提高射流的稳定性,提高喷水引纬的速度和适当扩大织幅,同时指出主要通过增大弹簧刚度（常数）和减小柱塞面积来提高喷水速度及增长有放喷水时间。     

水射流动力特性及破土机理

水射流破土效果取决于射流参数和土体参数,射流参数决定射流作用力的大小,而土体参数决定着土体临界破坏力. 通过射流动力特性及其破土机理分析,揭示了射流参数与土体参数之间存在的内在联系,建立了水射流破土的理论方程. 该方程解决了以往在射流破土过程中参数选取的随意性或无法确定射流参数的问题.     

水射流切削钴结壳性能研究

建立了水射流系统的动力学模型,通过仿真研究获取了水射流系统参数与水射流切削性能的作用规律．仿真结果表明：水射流的有效作业距离为水射流的等速区长度;水射流的工作压力越高,水射流的出口速度越大;喷嘴的轴向射流速度变化与围压无关．开展了水射流切削钴结壳模拟料性能实验研究．实验结果表明：水射流切削钴结壳模拟料时存在一个门槛压力...     

喷水织机上喷水速度的测试分析

通过应用激光多普勒测速法对喷水织机上喷水速度的测试,得出了喷水速度在梭口轴心线上的分布及其变化规律。在此基础上对喷水系统结构进行了分析,指出进一步提高喷水速度、增长有效喷水引纬时间和应用接力喷水引纬是提高喷水织机入纬率及扩大织幅的有效途径,同时指出了影响试验数据准确性的主要因素。     

多功能水射流测试与碎岩实验装置及应用

鉴于水射流性能的优越性和应用的广泛性,开展水射流方面的研究是很有必要的。自主研发的多功能水射流测试与碎岩教学模型实验装置,主要由实验装置台架、水射流动力系统、控制与检测系统、岩样加持与固定系统和流体循环系统五部分组成,可实现包括对水射流打击力值和碎岩实验测试在内的多种功能。实验测试结果表明：水射流打击力值存在最优喷距,且打击力值随喷射压力的增大而增大;当水射流平行于油页岩层理方向打击时碎岩更容易,非淹没脉冲射流能够获得更好的碎岩效果。事实表明,本实验装置能够达到对水射流研究工作的预期目的。     

高压水射流破岩钻孔过程的理论研究

对高压水射流破岩钻孔的试验结果、岩石内孔隙流体的运动规律以及水射流破岩过程中的能量分布变化趋势进行了分析 ,对高压水射流破岩钻孔过程进行了系统的研究。研究结果表明 ,高压水射流破岩钻孔过程分为两个阶段 ,初期以应力波作用为主 ,形成岩石损伤破坏的主体 ;后期以射流准静态压力作用为主 ,主要是使岩石孔眼直径扩大。水射流破岩钻孔过程中射流和岩石的相互作用以界面耦合为主 ,水射流的冲击载荷在岩石内产生的应力波和射流准静态压力共同作用使岩石破碎 ,其中应力波的作用占主导地位。     

多喷嘴水轮机专用调速器

为满足多喷嘴冲击式水轮机的调速要求，采用电子调节器（核心部件可编程序控制器）加液压随动系统结构，组成多个单元的调节装置，分别控制各个喷嘴及折向器，这种模式开创了国内水电设备行业的先例。     

高拱坝挑流水舌左右碰撞作用下河床基岩冲刷平衡深度的数学模型

应用紊动射流理论和水流动量方程,建立了高拱坝挑流水舌左右碰撞作用下,考虑水舌空中扩散三维性、漏碰流量以及碰撞能量损失的河床基岩冲刷平衡深度的数学模型。试验验证模型是合理可行的,对高拱坝挑流水舌碰撞作用下的水垫塘设计和应用具有参考意义。     

偏转特性对自激振荡射流的影响

分析了自激振荡射流的偏转特性 ,研究了偏转特性对射流振荡脉冲压力、射流切割性能等方面的影响。实验研究表明 ,自激振荡射流的偏转角可达 9.53°,偏转特性使其振荡脉冲幅值增大 ,频率降低。偏转特性也有效地降低了“水垫效应”的影响 ,提高自激振荡射流的切割性能。     

脉冲磨料射流主要参数对切割性能的影响

通过实验，研究了淹没和非淹没状态下磨料浓度、振荡腔腔长、靶距等参数与脉冲磨料射流的切割和冲蚀性能的关系，对比分析了脉冲磨料射流与前混合磨料射流在相同实验条件下对花岗石、石灰岩等的切割、冲蚀性能。实验结果表明，脉冲磨料射流的最大切割深度和体积冲蚀速度在淹没状态下分别是前混合磨料射流的1.67倍和１.72倍,而在非淹没状态下为１.39倍和１.47倍。这对提高磨料水射流的切割效率、降低比能耗，扩大磨料水射流的应用范围奠定了基础。     

水射流辅助刀具切削钴结壳

为了减小钴结壳切削过程中产生的冲击载荷,提高集矿机的行走安全性,提出了水射流辅助刀具切削钴结壳的切削方法.分析了单个截齿切削钴结壳时的受力情况,建立了水射流辅助刀具切削钴结壳的力学模型,通过仿真计算获取了水射流压力和刀具在钴结壳表面产生初始裂纹所需最小切削力的作用规律.仿真结果表明:与纯刀具切削相比,当水射流作用点和刀具作用点重合时,刀具在钴结壳表面产生初始裂纹所需的最小切削力明显下降;随着水射流压力的增加,刀具所需的最小切削力急剧下降.开展了水射流辅助刀具切削钴结壳模拟料实验.实验结果表明:与纯刀具切削钴结壳相比,水射流辅助刀具切削钴结壳时,切削过程中冲击载荷的最大值明显下降,当射流压力为5 MPa时,冲击载荷的最大值下降约50%,有效值下降约10%.     

改善雷电压冲击土体中电压降分布模拟试验

对接地体在不同含水率土体中进行雷电压冲击特性模拟试验,分析不同含水率土体对应的冲击电压响应波形特征,得到了不同含水率下的冲击电压降分布规律.试验结果表明:在单一含水率的土体中,电压降呈现出两端多、中部少的分布规律,其中输入端电压降最大;随着土体含水率的增加,输入端电压降比值减小.根据试验结果,提出了通过提高土体局部含水率以改善接地体冲击电压降分布规律的措施.改善后的试验结果表明,冲击电压下输入端土层含水率的提高能够明显改善电压降的分布,主要表现在输入端电压降比值显著降低,且输入端土层含水率越大,效果越明显.     

Effect of cavitation on comminution of mica powder

The cavitation abrasive water jet was used in the comminution of mica. By applying a cavitation nozzle in the abrasive water jet system to enhance the effect of cavitation and friction, better comminution results were obtained. The JME-200CX transmission electron microscope was used for observing the size distribution of particles. As using cavitation abrasive water jet, the relative comminution effect is raised by more than 25% compared with using abrasive water jet only. Itcan be concluded that the effect of cavitation is much more significant than that of impacting in the comminution of mica.