【摘要】：針對(duì)前混合式磨料射流磨料加速過(guò)程運(yùn)動(dòng)復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)研究困難及有限元處理超大變形存在網(wǎng)格畸變等問(wèn)題,基于光滑粒子(SPH)耦合有限元(FEM)方法模擬前混合式磨料射流噴嘴不同階段磨料粒子加速特征及磨料射流破碎靶體全過(guò)程。其中水介質(zhì)用SPH建模,磨料粒子、噴嘴、靶體等用FEM建模。揭示磨料粒子群在噴嘴中的運(yùn)動(dòng)軌跡及噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)磨料粒子加速影響規(guī)律。研究表明,磨料粒子進(jìn)入噴嘴收斂段之前已基本達(dá)到與水介質(zhì)相同速度,進(jìn)入收斂段后因與水介質(zhì)存在速度差使其獲得加速,但與水介質(zhì)速度差逐漸增大;進(jìn)入直線段后水介質(zhì)與磨料粒子一直加速,且水介質(zhì)速度在直線段末端趨于穩(wěn)定,在離開(kāi)噴嘴的短距離范圍內(nèi)水介質(zhì)速度趨于穩(wěn)定,磨料粒子在核心段水流作用下繼續(xù)加速,最終趨于穩(wěn)定;磨料粒子群在噴嘴收斂段相互碰撞運(yùn)動(dòng)劇烈,進(jìn)入直線段后相對(duì)平緩;流量一定下磨料粒子速度隨噴嘴收斂段延長(zhǎng)而增加,但增加有限;隨直線段延長(zhǎng)而增加,增加顯著。數(shù)值模擬結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)吻合較好。
[Abstract]:In view of the complex acceleration process of abrasive with pre-mixed abrasive jet, the difficulty of experimental research and the mesh distortion in the treatment of super-large deformation by finite element method, etc. Based on smooth particle (SPH) coupled finite element (FEM) method, the acceleration characteristics of abrasive particles in different stages of pre-mixed abrasive jet nozzle and the whole process of abrasive jet crushing target were simulated. Water medium is modeled by SPH, abrasive particle, nozzle and target are modeled by FEM. The movement trajectory of abrasive particle swarm in nozzle and the influence of nozzle structure on abrasive particle acceleration are revealed. The results show that the abrasive particles have reached the same speed as the water medium before entering the nozzle convergence section, but the velocity difference between the abrasive particles and the water medium increases gradually because of the difference between the velocity of the abrasive particle and the water medium. After entering the straight line, the velocity of water medium and abrasive particle accelerates continuously, and the velocity of water medium tends to be stable at the end of the straight section, and the velocity of water medium tends to be stable in the short distance from the nozzle, and the abrasive particle continues to accelerate under the action of the core section. Finally, it tends to be stable; The abrasive particle swarm collides with each other in the convergent section of nozzle and is relatively smooth after entering the straight section; the velocity of abrasive particle increases with the nozzle convergence section but the increase is limited under a certain flow rate; with the extension of the straight section the abrasive particle velocity increases significantly. The numerical simulation results are in good agreement with the related literatures.
【作者單位】： 重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;重慶大學(xué)復(fù)雜煤氣層瓦斯抽采國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助(2014CB239206) 國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(51404045) 長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃資助(IRT13043) 中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2014M552322) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)科研專項(xiàng)(CDJZR12248801)
【分類號(hào)】：TG664

【參考文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2423741