【摘要】：當(dāng)液流內(nèi)局部壓力低于相應(yīng)溫度下該液體的飽和蒸氣壓強時,會出現(xiàn)空化現(xiàn)象�？栈轁鐣a(chǎn)生巨大的沖擊力,釋放出很高的能量。將空化引入水射流技術(shù)可以顯著提高射流的沖擊力,增強其清洗、破碎等能力。目前,對于空化水射流技術(shù)的研究日漸增加,它作為一種新型水射流,擁有工作壓力低、射流沖擊壓力強、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。但目前對空化水射流的研究還有許多欠缺,射流噴嘴的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)也有待進一步的優(yōu)化。本論文在對空化水射流相關(guān)技術(shù)了解的基礎(chǔ)上,首先完成了一整套應(yīng)用空化射流清洗技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計,該系統(tǒng)包含高壓裝置、供水系統(tǒng)、空化噴嘴與試驗臺架4個部分。接著以優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)為目標(biāo),通過改變角形噴嘴與收縮管形噴嘴幾何參量與工作環(huán)境參量,利用ICEM CFD軟件劃分網(wǎng)格,運用Mixture模型與RNG k-ε模型,設(shè)置初始參數(shù)與邊界條件,利用FLUENT軟件進行數(shù)值模擬計算。分析計算得到的相關(guān)數(shù)據(jù)、云圖與曲線,得出結(jié)論發(fā)現(xiàn):當(dāng)出口擴散角為30°、入口收縮角為13.5°、直徑為1.6mm時,角形噴嘴具有最佳空化效果;當(dāng)噴嘴入口壓力增大,噴嘴空化效果明顯變好;當(dāng)工作水深在0米至10米范圍內(nèi)增加時,噴嘴空化效果在一定程度上變差;相同工況下,角形噴嘴的空化效果要優(yōu)于收縮管形噴嘴。最后,用結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的噴嘴搭建空化水射流實驗平臺,進行鋁板、銹板和瀝青板的清洗實驗,初步檢驗清洗效果。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB490
【圖文】：

空化水射流清洗技術(shù)在清洗機理、防腐層保護、效率和能耗清洗技術(shù)更加明顯的優(yōu)勢，因此也將擁有更加廣闊的應(yīng)用空進行深入研發(fā)和應(yīng)用研究，也必將產(chǎn)生廣泛的經(jīng)濟效益[17]象產(chǎn)生機理產(chǎn)生是由于液態(tài)流體內(nèi)局部壓力低于相對應(yīng)溫度下該液體汽化引起的微氣泡（或稱為氣核）爆發(fā)性生長[18]。普通液體（比如固體微粒、微生物和微氣泡等）的混合物，所謂的氣約在 20μm 以下的微氣泡。當(dāng)液體內(nèi)部壓強降低到對應(yīng)溫度核便開始膨脹生長，生成空化氣泡。但是當(dāng)空泡外部環(huán)境壓氣壓強時，空化氣泡又會潰滅[19]。

液體內(nèi)部由于壓力降低而發(fā)生的液體和蒸汽泡的初生過程，是突然而不劇烈的，而對應(yīng)突發(fā)性。由于空泡的潰滅過程所需的時間極間內(nèi)就可以完成整個潰滅過程，這種突發(fā)性當(dāng)大量的空泡反復(fù)潰滅，這種瞬時的高壓便，能夠?qū)Ρ诿娈a(chǎn)生一定的破壞作用，這種破蝕是空化潰滅過程對材料的破壞，是空化產(chǎn)意圖。

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本文編號：2730368