【摘要】：高壓水射流清洗技術(shù)作為清洗方式之一,具有高效、環(huán)保、可持續(xù)等優(yōu)秀特點,已經(jīng)逐漸成為最廣泛的清洗方式。在很長時間國內(nèi)清洗方式主要采用化學清洗方式對機械零件表面進行清洗,隨著水射流技術(shù)的發(fā)展,我國很多機械零件的清洗逐漸擺脫化學清洗,水射流清洗技術(shù)也慢慢變成工業(yè)清洗的主流清洗方式之一。目前水射流清洗技術(shù)研究標準是去除表面污漬的面積效率即清洗效率,但是一味追求效率的同時,忽略了高壓水射流對清洗基體表面的影響�；诖�,本文針對高壓水射流清洗技術(shù)對清洗基體表面的影響進行研究。以水射流理論為研究基礎,根據(jù)已有的研究參數(shù)選擇高壓水射流清洗噴嘴的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),建立高壓水射流噴嘴清洗仿真模型,選擇合適入口壓力作為高壓水射流清洗的沖擊壓力,進行水射流流體仿真,制作高壓水射流噴嘴,確定沖擊壓力的取值,為后續(xù)的高壓水射流清洗試驗提供設備和理論基礎。采用所設計的高壓水射流噴嘴,控制高壓水射流各項清洗參數(shù),進行高壓水射流清洗試驗,將基體被清洗后的潔凈面積與未潔凈面積的面積比作為清洗效率的依據(jù),利用圖像處理技術(shù)提高對清洗表面的面積比的計算速度和準確度,通過不同參數(shù)試驗的對比,分析高壓水射流清洗各項清洗參數(shù)對清洗效率的影響,以此作為高壓水射流清洗對基體影響研究提供合適的清洗參數(shù)。結(jié)果表明,進行高壓水射流清洗時,入射靶距對清洗效率的影響占比最大,水平移速提高時對清洗效率的影響逐漸變大,入射角度的影響占比相對較小�；诟邏核淞髑逑吹难芯�,在合適的參數(shù)下對基體目標表面進行清洗試驗,對清洗的基體表面進行微觀形貌分析,結(jié)果表明,靶距在一定范圍內(nèi)清洗效率高,低于該范圍后基體會受到損傷而導致清洗效果不佳;表面清洗效果隨著水平移速的增加逐漸變差。分析了造成損傷的可能原因,建立水射流清洗基體表面損傷簡單模型和損傷預測模型,利用正交試驗驗證預測模型的準確性,為高壓水射流清洗技術(shù)的進步提供幫助。
【圖文】：

高壓水公路破碎機 爬壁清洗機器人圖 1-3 高壓水射流技術(shù)的各種應用Figure1-3High water-jetting in different application2000 年，謝俊石[39]等通過有限體積法在 RNG 湍流模式下，采用四邊非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，模擬了不同流線型的流道噴嘴的內(nèi)部流場，噴嘴的進口流道的對水流的內(nèi)部流場分布影響較大，而噴嘴的收縮角的大小主要影響射流在出的流動，不同大小對流動具有不同的阻滯作用。2002 年，金晗輝[40]等利用格應力模型對矩形噴嘴近噴口處射流的流場采用了大渦模擬，研究了 Re 數(shù)，矩形的寬高比較小的情況下，射流近噴口處的脈動量，速度等特征量的分況，對比實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)時間步進格式利用差分格式，控制方程的離散化利用體積法，此種情況下模擬結(jié)果和實驗得出的結(jié)果一致性較好。2003 年，汪[41]等通過設計噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)并進行了性能實驗，得出了磨料出口速度與噴嘴直徑和動力泵壓力之間關(guān)系的經(jīng)驗公式。與推導的公式比，經(jīng)驗公式則符合實際，可用于噴嘴設計和加工狀態(tài)調(diào)整的依據(jù)。實驗還證明了現(xiàn)有的噴徑的計算公式是可行的，而且混合腔直徑和喉管距在一定的范圍變化時其加態(tài)都是穩(wěn)定的。2004 年，賈北華[42]等通過實驗比較不同長寬比情況下的噴

圖 3-2 外部結(jié)構(gòu)實物圖Figure3-2 Physical drawing of external structure清洗實驗具體的設備參數(shù)以及進行試驗的所需與出口直徑 d0進行選擇，因為噴嘴的入口直，故不在此詳細分析最終確定值 D0為 8 mm，要選擇一個參數(shù)進行使用即可。在設計噴嘴時僅需一個的參數(shù)大小。高壓水射流噴嘴內(nèi)部的收縮角加工和研究，本文適當?shù)臄U大對高壓水射流噴噴嘴尺寸如表 3-1 所示模型及邊界條件（Conditions of Nozundary）模型a）所示噴嘴結(jié)構(gòu)為參考根據(jù)所需要研究的收縮擇。本文利用 ICEM 軟件進行水射流噴嘴的模水射流噴嘴參數(shù)進行分析和選擇，，所建立網(wǎng)格模
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB490

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本文編號：2588251