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超高压前混合磨料粒子在喷嘴内的加速机理研究

花煜昌 刘力红 张西洋

花煜昌,刘力红,张西洋. 超高压前混合磨料粒子在喷嘴内的加速机理研究[J]. 机械科学与技术,2020,39(8):1222-1229 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190262
引用本文: 花煜昌,刘力红,张西洋. 超高压前混合磨料粒子在喷嘴内的加速机理研究[J]. 机械科学与技术,2020,39(8):1222-1229 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190262
Hua Yuchang, Liu Lihong, Zhang Xiyang. Exploring Acceleration Mechanism of Ultra-high Pressure Premixed Abrasive Particles in Nozzle[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(8): 1222-1229. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190262
Citation: Hua Yuchang, Liu Lihong, Zhang Xiyang. Exploring Acceleration Mechanism of Ultra-high Pressure Premixed Abrasive Particles in Nozzle[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(8): 1222-1229. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190262

超高压前混合磨料粒子在喷嘴内的加速机理研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190262
基金项目: 安徽省高校自然科学基金重大项目(KJ2016SD18)资助
详细信息
    作者简介:

    花煜昌(1994−),硕士研究生,研究方向为流体传动与控制技术,774022009@qq.com

    通讯作者:

    刘力红,教授,硕士生导师,1989679556@qq.com

  • 中图分类号: O358

Exploring Acceleration Mechanism of Ultra-high Pressure Premixed Abrasive Particles in Nozzle

  • 摘要: 针对超高压前混合磨料粒子在喷嘴内加速过程中受力不明确的问题,对外力采用先分后和的处理方法,通过不动点迭代法和实时积分的方式建立非线性方程组,利用MATLAB软件建立数学模型求解方程,结合ANSYS仿真结果验证理论分析。喷嘴内固液两相流的仿真结果表明:理论分析及建立的数学模型能准确的阐述粒子的受力情况。磨料粒子在喷嘴收缩段内的加速过程中主要受粘性阻力、附加质量力和压强力的作用;在圆柱段内的加速过程中主要受粘性阻力和附加质量力的作用。
  • 图  1  喷嘴内表面尺寸示意图

    图  2  超高压软管内速度位移图

    图  3  粘性阻力作用下速度位移图

    图  4  附加质量力作用下速度位移图

    图  5  压强力作用下速度位移图

    图  6  喷嘴收缩段内速度位移图

    图  7  喷嘴圆柱段内速度位移图

    图  8  喷嘴内速度位移图

    图  9  高压水速度位移云图

    图  10  磨料粒子速度位移云图

    表  1  超高压软管内计算所用参数

    名称参数
    流量Q 84 L/min
    软管内径D 6.3 mm
    磨料种类 石榴石
    磨料粒子直径da 0.25×10−3 m
    磨料粒子密度ρa 3.8×103 kg/m3
    水动力粘性系数μ 1.14×10−3 kg/(m·s)
    水的密度ρw 1.0×103 kg/m3
    运动距离x 2 m
    磨料初始速度${v_{{a_0}}} $ 0
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-23
  • 网络出版日期:  2020-08-26
  • 刊出日期:  2020-08-05

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