南京理工大学高压实验室及其研制高压水射流切割机

南京理工大学高压实验室自８０年代初建立以来，在高压容器及武器发射管的自紧理论和工程应用、高压零部件研制、高压传感器和信号放大显示系统、高压介质等方面做了大量的工作。９３年以来，进行了水射流切割机的研制工作，解决了超高压缸体的动态密封、高压缸体的自增强、无触点式换向传感器、内衬不锈钢组合型高压容器等诸多问题，试制成功了水射流切割机样机。     

试论高压水射流清洗系统的合理匹配

随着高压水射流清洗的应用领域日益广泛， 高压水射流清洗系统的合理匹配已成为急待解决的问题。因为只有高压水射流清洗系统的合理匹配，才能充分发挥高压水射流的高效、高质量清洗及节能、污染小的特点。笔者利用系统分析的方法，从实际应用角度出发，结合理论与实验，从高压泵技术指标的选择、清洗设备的选择及参数简析、清洗压力的选择等几个方面，分析了合理匹配高压水射流清洗系统主要参数的一般方法和原则，并将其应用于铁路罐车的高压水射流清洗系统的匹配。实际应用结果表明，这种方法是行之有效的     

龙门式高压水射流快速洗消装置的研究

介绍了龙门式高压水射流快速洗消装置的系统组成、系统主要参数的确定,系统的工作过程;计算分析了系统水力特性、工作参数与应用。     

高压水射流超细粉碎云母的粒度特性方程式

为了弄清高压水射流超细粉碎云母的规律，本文通过假设颗粒中的校裂纹、表面裂纹和体裂纹的扩展概率相互独立，以及颗粒中发生多少个裂纹扩展的概率服从普哇松分布，推导出粒度特性方程；并认为裂纹扩展概率与水压成正比，与给料调和平均粒率成反比；然后用粒度特性方程拟合和分析了高压水射流超细粉碎云母的实验测试数据，发现高压水射流超细粉碎云母主要是云母粉中的棱裂纹扩展所致，且粒度分布由水压和给料调和平均粒度决定。     

高压水射流清洗技术在供热系统中的应用

高压水射流清洗作为一种高效节能的物理清洗技术，在供热系统中发挥越来越大的作用。吐哈油田哈密物业公司自从2003年引进高压水射流清洗机，应用于麻石水膜除尘器、灰水系统、除渣系统管线以及容积式换热管束等的灰垢、水垢的清除，体现出了该设备清洗效率高、效果好、无污染、不腐蚀、大幅度的降低工人劳动强度、节约原材料（酸、碱等）等优势，为供热系统的增收节支、提效降耗起着很大的作用。下面就高压水射流清洗机的应用技巧谈几点看法。     

基于高压水射流分布特性的清洗参数选择

针对高压水射流清洗参数选择简单盲目的问题 ,通过高压水射流动压和流量分布特性以及水射流清洗机理的分析 ,揭示了水射流清洗过程中存在的水射流冲击压力、持续作用时间和能量散布等临界条件要求 ,明确了从工艺参数选择、射流分布特征到清洗效能之间的相关关系 ,为清洗过程分析提供理论依据 ;并基于临界动压与高压水射流动压分布规律 ,推导了最佳靶距和最大清洗宽度估算公式 ;对清洗工作压力、入射角度、清洗靶距、横移速度等清洗工艺参数的选择进行了分析 ;简化并优化了清洗参数选择方法。     

高压水射流卸压防治复合动力灾害机理及应用

为研究高压水射流卸压防治复合动力灾害的可行性，以余吾煤业高瓦斯矿井东翼采区内首采N2105工作面工程地质条件为背景，通过现场调研、理论分析、数值模拟和工业性试验等方法，对N2105进风平巷两帮采取高压水射流卸压防治效果进行了研究。结果表明:对巷帮煤体采取高压水射流卸压技术，煤体在高压水射流的冲击力和扰动应力波共同作用下瞬间发生破坏；巷帮侧支承应力分布曲线由原有的“单高峰值”转变为“内低外高双峰值”，受以上支承应力变化的影响，底板煤岩体内难以形成范围较大且连续的塑性应力状态区；现场电磁辐射和矿压监测结果表明高压水射流技术对煤层卸压增透效果显著，降低了巷道发生复合动力灾害的可能性。研究结果可为同类矿井复合动力灾害的防治提供参考和借鉴。     

准直管水射流流动特性的研究

在后混合磨料射流或准直管磨料射流中，为使水射流的动量能够充分传递给磨料，往往需要用准直管同轴套住水射流，以避免因流的侵入。准直管水射流流动特性是影响准直管磨料射流混合和加速磨料效果的主要因素，利用可视化实验和动量守恒原理对准直管水射流的流动特性进行了研究，其结果表明：准直管水射流流动特性状态随压力变化而变化；高压准直管水射流具有扩散流动段、平行流动段和回气流动段；高压准直管水射流的打击力具有沿程损失和出口损失。此外，还推导出了高压准直管水射流打击力的计算公式。     

高压水射流超细粉碎云母的实验研究

利用前混合磨料射流的工作原理，进行了高压水射流超细粉碎云母的实验研究。实验结果表明：喷嘴对云母有粉碎作用，喷嘴直径可以小于云母给料粒度；压力是影响高压水射流超细粉碎效果的最重要参数，在压力为１０—５０ＭＰａ范围内，细粒度产率随压力增加呈直线上升；给料粒度越小，粉碎产品中细粒度的产率越高；水射流超细粉碎在淹没状态下比在非淹没状态下粉碎效果好；高压水射流超细粉碎云母粉，不但能够满足珠光云母粉的细度要求，而且能够保护云母的片状结构和晶面光泽度；高压水射流超细粉碎技术是一种较实用的超细粉碎云母技术。     

高压水射流冲击煤体损伤的数值模拟研究

为研究高压水射流破煤过程中煤体的损伤状态及压力的分布状态,论文采用J-H-C含损伤本构模型,水射流采用Bridgman状态方程,通过拉格朗日-欧拉有限元法模拟计算高压水射流冲击煤体的损伤机制,得出了煤体在高压水射流冲击作用下不同时刻的损伤变化情况。结果表明,煤体在高压水射流作用下,在接触点两边形成"肺叶状"负压力区,煤体所受压力逐渐减小;冲击速度和产生的损伤随时间变化逐渐减小,损伤主要集中于坑洞底部。     

Charge-separating processes by spraying water under high pressure

Spraying water under high pressure generates charge-separating processes. While cleaning tanks and vessels in which an explosive atmosphere is present, an explosion may occur in the event of a resulting discharge. Water forms electrical double layers at the phase boundaries. Mechanical separation processes dissolve the water into many drops. This leads to charge separation and the charging of the sprayed water. The mechanical separation processes include water exiting from the nozzle, hydrodynamic instability in the jet and impact with an obstacle. Given that water has many charge carriers, the charge is stronger than with solvents. Whether the charges and the resulting discharges are potentially capable of igniting an explosive atmosphere must be investigated. The aim of this research is to define the quantity and polarity of the electrostatic charges of sprayed water under high pressure. Different measurement techniques and methods are used to enable mutual validation and to generate verified measurement results of the electric field and the potential. Water of different electrical conductivity is sprayed in free space and into a grounded conductive 1 m³ vessel. Design changes to the vessel allow centric or oblique spraying. The result is intended to extend the scope of application of the German regulation TRGS 727 and the international IEC TS 60079-32-1, which refer to ignition hazards due to electrostatic charging. This project is funded by the DGUV (German Social Accident Insurance) and partners from industry.     

高压水射流清洗机清洗质量的FUZZY评价

根据模糊集的基本理论,构造了一个评价高压水射流清洗机清洗质量的数学模型,并给出了模糊评价应用范例。     

围压作用下自振空化射流脉动特性实验研究

就围压下自振空化射流动压力特性进行了实验研究,其实验结果表明：在围压作用下,自振空化射流脉动幅度存在最优喷距,并且最优喷距随围压的增大而增大;在压降一定情况下,脉动幅度随围压的增加而减小;在围压和压降一定时,自振空化射流的最大冲击压力明显高于普通连续射流;自振空化射流的脉动频率,基本不随围压、压降和喷距的变化而变化,在本实验条件下,基本保持在１．３８ＫＨｚ 左右     

增压器式超高压水射流切割机产品化体会及展望

作为我国高压水射流切割机的第一个产品即“大地水刀”,已进入市场两年多了。笔者以此为背景,介绍增压器式水切割机的超高压发生器及切割部分;讨论其主要部件、零件结构设计及关键技术。尤其在产业化中,对高压缸体疲劳寿命和高压动密封可靠性等问题解决方案作深入探讨;给出在相关技术方面近期的发展。最后,结合我国水切割机技术的提高和推广,提出初步的看法和建议。     

双喷嘴三维洗罐器工作特性的研究

双喷嘴三维洗罐器是清洗容器内表面的清洗设备,其清洗参数的确定直接影响容器内表面的清洗质量及清洗效率。因此,对其工作特性的研究,可以确定其合理的使用参数,高效发挥其清洗能力。从研究其运动特性、动力特性入手, 分析了双喷嘴三维洗罐器喷注的运动规律及其覆盖容器内表面的清洗规律, 导出了合理确定双喷嘴三维洗罐器清洗时间或清洗速率的计算方法。实际上,在铁路罐车的高压水射流清洗系统中,用该法确定了清洗时间参数, 实践证明,这一选择取得了较好的效果     

高压水射流计算机模拟可视化初探

在分析射流参数解析解的基础上,结合前人提出的有关经验公式,利用可视化软件工具和可视化图形工具,对高压水射流的射流结构和射流参数进行可视化模拟。阐明了模拟可视化的必要性和可行性,提出了可视化模拟在高压水射流技术研究上的几个可能的发展方向。