高壓磨料水射流切割噴嘴流場(chǎng)分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、高壓磨料水射流切割噴嘴內(nèi)部流道型線結(jié)構(gòu)直接影響到射流流場(chǎng)動(dòng)力特性的優(yōu)劣，設(shè)計(jì)出高性能結(jié)構(gòu)參數(shù)的噴嘴逐漸成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。探討適合于前混式和后混式的最佳結(jié)構(gòu)切割噴嘴形狀及射流流場(chǎng)特性、優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 論文首先根據(jù)射流理論，進(jìn)行了噴嘴設(shè)計(jì)，建立了五種的不同結(jié)構(gòu)噴嘴物理模型；其次，分別建立了適合這些噴嘴性能分析的單相流和液。固二相流的控制方程和封閉方程；采用混合有限分析法對(duì)這些方程進(jìn)行離

2、散；采用SIMPLE算法對(duì)計(jì)算平面上射流進(jìn)行壓力和速度耦合；數(shù)值模擬分析表明：過(guò)渡段的長(zhǎng)短直接影響射流的等核區(qū)的長(zhǎng)度，影響射流的集束性；各個(gè)噴嘴的動(dòng)壓和總壓分布情況是沿射流的軸線方向呈遞減的，類似“帽”狀的分布；射流中心的速度最大。單相流情況下，本文設(shè)計(jì)出的具有收縮段、過(guò)渡段和擴(kuò)散段內(nèi)部流道型線的噴嘴流動(dòng)特性較好；并且在收縮段和過(guò)渡段有圓角特征的噴嘴流場(chǎng)特性更佳；這種出口具有擴(kuò)散段的噴嘴所產(chǎn)生的流場(chǎng)的出口徑向速度較大，集束性不佳，這種特