锥形磨料水射流可行性研究

为了开发以低比能兼高冲蚀能力为特色的新颖的流体射流,笔者对带磨粒的锥形射流作了可行性研究,主要有：１）　分析归纳锥形磨料水射流的流场及其有关的方程式;２）　设计制造适合于磨粒水介质的螺旋流动发生器（取名旋动器）;３）　在非淹没及淹没条件下进行实验。实验研究结果表明,锥形磨料水射流在管道清洗及水下切割方面有应用前景。     

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。     

水射流理论与技术

本书对水射流的基础理论与技术作了较全面的论述。全书共１２章,主要内容包括：水射流流体力学基础知识、射流基本理论、水射流切割理论与方程式、射流数值模拟基础、脉冲射流、空化射流、自激振荡射流、磨料射流、旋转射流、水射流与机械刀具联合破岩技术和水射流技术在石油工业及其他领域中的应用。本书可作为从事水射流技术研究人员、开发人员以及培养射流领域的硕士生和博士生用书,亦可作为高等院校本科生开设选修课的教学参考书,也可供有关工程技术人员参考。全书共７２万字。该书获１９９８年山东省“十佳图书奖”,是山东省新出版…     

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。     

自激振荡磨料射流的研究

本文研究了水射流的卷吸机理以及自激振荡对磨料射流的影响，提出通过自激振荡发展大涡，把磨粒粒子卷入射流束内，增大磨料的卷吸量和磨料粒子的运动速度，变连续磨料水射流为脉冲磨料水射流，改善磨料水射流的工作能力。根据实验，切割速度与连续磨料射流相比提高了２倍。     

石油工程水射流技术

该书主要论述石油大学高压水射流研究中心近２０年来将射流理论与水射流技术应用于我国石油工程所取得的主要成果。内容共７章：水射流技术发展简况、石油钻井动力学及水力参数设计新方法、石油钻井射流流场数值模拟、自激振动空化射流、机械及射流联合破岩钻井、旋转水射流钻径向水平井（超短半径水平井）及水射流技术在定井和油藏工程中的应用。该书是中国石油学会建议撰写的,作为当年在北京召开的“第１５届世界石油大会”我国向国际石油界交流的文献之一。全书约３２万字。石油工程水射流技术@沈忠厚!山东省东营市     

北京燕山石化公司高压水射流清洗技术中心

北京燕山石化公司高压水射流清洗技术中心焦阳北京燕山高压水射流清洗技术开发公司（北京燕山石油化工公司高压水射流清洗技术中心）是经中国石化总公司批准，由燕山石化公司主办，在北京市新技术产业开发试验区注册的全民所有制高新技术企业。本公司专门从事高压水射流清...     

高压水射流超细粉碎的压力与粒度的关系

从理论分析和实验研究两方面，对高压水射流超细粉碎压力与粒度的定量关系进行了研究。根据流体力学理论，推导出粉体颗粒的动能与射流压力成正比；再由Ｒｉｔｔｉｎｇｅｒ的“表面积假说”，得出高压水射流超细粉碎的压力与产品调和平均粒度倒数和给料调和平均粒度倒数之差成正比；并在不同压力和给料粒度下，用水射流对云母粉进行了超细粉碎实验。实验结果与理论结果相当吻合。     

水射流技术与安全生产

本文摘要介绍了高压水射流新技术的特点，尤其是利于安全的特点。我国把安全生产作为重要国策，并且决定采用各种新技术，提高生产技术的现代化水平，来解决生产安全问题，而水射流技术在近十多年的应用中已崭露头角。文中以煤炭、化工、核电、军工四个行业为代表，介绍了采用高压水射流新技术后，在安全生产方面取得的各种效果。从文中例举的情况可以看到：（１）水射流技术是先进安全技术；（２）水射流技术是很多行业安全生产的重要手段。随着水射流技术的推广，将提高不少行业的安全生产水平。     

石油化工特殊工况的高压水射流清洗技术

采用高压水射流技术清洗石油化工设备，已经越来越被石油化工企业的人们所认识，所接受。近年来，中国石油化工企业在设备检修中，已广泛推广应用高压水射流清洗技术，并取得了显著的技术成果和经济效益。本文不讨论一般条件、通常工况下的清洗问题，而是着重介绍了中国石油化工企业特殊设备、特殊介质、特殊污垢、特殊现场作业环境等特殊工况下的高压水射流清洗技术。这里包括①４００立方米容积的合成橡胶胶液储罐的清洗技术；②直径１．１２米，高５６米的重油催化裂化油汽管线的清洗技术；③罐内有９圈被硬水垢完全堵塞的盘管的清洗技术；④被苯乙烯聚合物完全堵塞的换热器管程以及其它特殊工况下的清洗技术。研究开发石油化工特殊工况下的高压水射流清洗技术及应用并不断使之进步与提高，无论是对高压水射流清洗技术的发展，还是对石油化工企业的经济效益和社会效益都十分有益。     

淹没状态下高压水射流破岩效率分析

为研究淹没状态下射流参数对射流破岩效率和安全性的影响,基于流体力学、弹塑性力学及岩石力学,通过流固耦合罚函数算法建立淹没状态下水射流冲击岩石数值计算模型。通过理论分析和实际试验对比验证所建模型。对不同工况下淹没射流冲击岩石进行数值模拟,探讨不同射流参数对破岩效率的影响。结果表明:随着射流速度的增大,破岩效率先后经历线性增长阶段和平稳增长阶段,岩石冲蚀深度变化具有一定相似性;岩石的冲蚀深度随靶距的增大而迅速减小,冲蚀孔径随靶距的增加而增大,冲蚀体积呈先增大后减小的变化趋势;射流直径对破岩效率的影响主要表现在冲蚀孔径上,对冲蚀深度几乎没有影响。基于正交设计试验,得到不同射流参数敏感性大小依次为:射流速度,靶距,射流直径。     

Numerical simulation of LNG dispersion under two-phase release conditions

The use of LNG (liquefied natural gas) as fuel brings up issues regarding safety and acceptable risk. The potential hazards associated with an accidental LNG spill should be evaluated, and a useful tool in LNG safety assessment is computational fluid dynamics (CFD) simulation. In this paper, the ADREA-HF code has been applied to simulate LNG dispersion in open-obstructed environment based on Falcon Series Experiments. During these experiments LNG was released and dispersed over water surface. The spill area is confined with a billboard upwind of the water pond. FA1 trial was chosen to be simulated, because its release and weather conditions (high total spill volume and release rate, low wind speed) allow the gravitational force to influence the cold, dense vapor cloud and can be considered as a benchmark for LNG dispersion in fenced area. The source was modeled with two different approaches: as vapor pool and as two phase jet and the predicted methane concentration at sensors' location was compared with the experimental one. It is verified that the source model affect to a great extent the LNG dispersion and the best case was the one modeling the source as two phase jet. However, the numerical results in the case of two phase jet source underestimate the methane concentration for most of the sensors. Finally, the paper discusses the effect of neglecting the ?9.3° experimental wind direction, which leads to the symmetry assumption with respect to wind and therefore less computational costs. It was found that this effect is small in case of a jet source but large in the case of a pool source.     

Jet Fires Involving Releases of Crude Oil,Gas and Water

A Joint Industry Project was undertaken to study releases representative of those that could occur on offshore installations involving well-stream fluids either at the wellhead or during processing. The project involved a programme of large-scale jet fire experiments to investigate releases involving mixtures of crude oil and gas (simulating ‘live’ crude) and water. Seven oil and gas companies and the UK Health and Safety Executive sponsored the work that was undertaken by Advantica and Shell Global Solutions at the Spadeadam Test Site, Cumbria, UK. The results demonstrate that the presence of water modifies, significantly, the size, shape, thermal characteristics and stability of a jet fire. For an equivalent release of fuel, the distance from the release point within which flame impingement could occur is slightly increased. However, the overall size of the flame, the temperatures within the flame and the overall heat loading to objects within the flame are reduced. The results also indicate that the flame is extinguished if the water content of the well-stream fluid reaches about 55% by mass. Some well-stream fluids contain a lot of water, in some cases up to 80% by mass, and these will not produce jet fires.     

淹没条件对连续射流破碎含瓦斯煤效率影响研究

为研究淹没条件对射流破煤效率的削弱程度,基于ALE算法,借助Ansys/Ls dyna模拟软件,建立围压状态下非淹没及淹没射流破碎含瓦斯煤体流固耦合模型,通过动态追踪破碎坑体单元失效演化过程及内部应力分布等瞬时信息,探讨2种射流状态下破煤成坑过程及破煤效率的差异。研究结果表明:淹没射流与非淹没射流两者破煤坑体形态差异显著,非淹没射流条件下射流破煤坑体断面较窄,深度较深,破煤效率前后阶段差别不大;淹没射流条件下射流破煤坑体断面较宽,深度较浅,在初始阶段形成漏斗状的破碎坑体,而后逐渐向下延伸,在0～100 μs内破煤效率最高;相同工况、同一时间内,淹没射流平均破煤深度是非淹没射流平均破煤深度的41.46%。研究结果可为水射流技术的现场应用提供参考依据。     

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     

基于数值模拟的槽边射流吹吸罩控制面与控制风速研究

槽边射流吹吸罩已广泛应用,但以射流理论为基础的计算方法多通过经验确定关键控制参数,并进行设计和应用,忽略了一些因素对吹吸流场的影响,难以准确确定槽边射流吹吸罩控制面板位置和控制污染物所需最小风速的要求。因此,以苏联巴杜林的射流末端速度法为例,利用计算机流体力学计算技术,对不同送排风速情况下三维槽边射流吹吸罩的流场分布和毒物控制效果进行模拟分析,确定槽边射流吹吸罩控制面位于0.6～0.8 L的位置,一般取0.65 L的位置,为防止污染物扩散,控制面的风速不宜小于1.28 m/s。     

三相磨料射流的研究

水射流技术的研究与开发，日益受到许多国家和国际财团的重视。关于磨料射流技术，经试验和应用证明，普遍认为具有广泛推广价值和光明的发展前景。笔者在借荐和总结国内外多相流理论研究成果及试验的基础上， 针对磨料射流特点，提出了一种新射流技术，即三相磨料射流技术。论述了三相磨料射流产生原理，并对垂直管内形成的气－ 固－ 液三相流态做了分析； 根据适合射流的特点，找到了适用于射流技术的两种流态—气泡流和团状流，并得到了此两种流态的动力特征，为将来的工业试验及商业性应用在理论上提供了一定的依据     

喷雾过程中液滴不稳定破碎的研究

建立喷雾过程数值计算模型,将喷注分为液核区与气液混合区,分别用Ｋ－Ｈ（Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ）和Ｒ－Ｔ（Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｔａｙｌｏｒ）不稳定性理论来描述液滴的破碎过程,用不稳定性理论中的波长来表示破碎后的液滴半径,建立液滴破碎数学模型,并对一典型燃烧装置中的喷雾过程进行三维数值模拟,获得了液滴运动轨迹的三视图及典型截面上液体蒸汽浓度场等势线图。