發(fā)布時(shí)間：2021-04-13 09:20

　　為優(yōu)化高壓水射流參數(shù)對水射流清洗效率的影響,選用Mixture兩相流模型借助fluent軟件對不同壓力和靶距下水射流壓力場與速度場進(jìn)行計(jì)算,對水射流參數(shù)與清洗效率的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行仿真分析,并使用與仿真相同射流參數(shù)開展清洗實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,射流動(dòng)壓與半徑隨壓力、靶距變化明顯,射流動(dòng)壓隨靶距增加而減小;射流清洗半徑隨靶距增大而增大、隨壓力增大而減小且趨于一定值;清洗效率最高的射流參數(shù):靶距70 mm時(shí),最優(yōu)清洗壓力為60 MPa;入口壓力為20 MPa時(shí),水射流最優(yōu)靶距應(yīng)在30 mm。通過實(shí)驗(yàn)觀察到不同靶距下清洗半徑變化趨勢與仿真結(jié)果高度吻合。 

【文章來源】：船海工程. 2020,49(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

噴嘴結(jié)構(gòu)及邊界條件

在入口壓力為20,40,60,80,100 MPa,靶距70 mm時(shí),利用Fluent軟件對噴嘴流場進(jìn)行仿真分析。圖2為不同壓力下靶距70 mm射流半徑變化規(guī)律。由圖2可知,在靶距為70 mm的情況下,射流半徑寬度從20 MPa壓力下的4.8 mm降低到60 MPa壓力下4.23 mm,降低了11.9%。射流半徑寬度從60 MPa壓力下4.23 mm降低到100 MPa壓力下4.1 mm,僅降低了3.1%。由此可知,射流半徑寬度隨著入口壓力的增大而逐漸減小,但減小的趨勢在60 MPa以后逐漸平緩,趨于一定值。這是因?yàn)樯淞髟谙嗤芯嘞螺^大的射流壓力使得到達(dá)此靶面上的射流速度較大,射流不會輕易發(fā)散,射流半徑寬度相對較小。因此,在一定的靶距下,射流壓力越小清洗面積越大,但不應(yīng)低于污染物與基體的結(jié)合力,綜合考慮清洗效率變化,壓力應(yīng)選取60 MPa。圖3為靶距70 mm下射流軸線上動(dòng)壓隨射流入口壓力變化規(guī)律。由圖3可知,射流軸線動(dòng)壓隨著入口壓力的增大而逐漸變大,且變化趨勢趨于一致。在70 mm靶距下,入口壓力20 MPa增加到100 MPa,射流軸線動(dòng)壓由10.1 MPa增加到56.8 MPa,提高約5倍,其增長趨勢與入口壓力變化成正相關(guān)�？梢娚淞鲃�(dòng)壓與射流壓力有密切關(guān)系,而與靶距大小關(guān)系不大。

圖3為靶距70 mm下射流軸線上動(dòng)壓隨射流入口壓力變化規(guī)律。由圖3可知,射流軸線動(dòng)壓隨著入口壓力的增大而逐漸變大,且變化趨勢趨于一致。在70 mm靶距下,入口壓力20 MPa增加到100 MPa,射流軸線動(dòng)壓由10.1 MPa增加到56.8 MPa,提高約5倍,其增長趨勢與入口壓力變化成正相關(guān)�？梢娚淞鲃�(dòng)壓與射流壓力有密切關(guān)系,而與靶距大小關(guān)系不大。由圖2、3可知,必須在選取清洗壓力的同時(shí)考慮到清洗的面積,應(yīng)該選取兩者的最優(yōu)搭配。對于清洗表面附著力不大的污染物,在保證射流動(dòng)壓足夠的同時(shí),為獲得較大的清洗面積,射流優(yōu)選壓力應(yīng)為60 MPa。相對于更小壓力,其射流動(dòng)壓較大,清洗速度較快;相對于更高壓力,其射流清洗面積變化相對提高了3倍,顯著提高了清洗效率。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3135036