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。     

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     

循环磨料射流综合理论分析

循环磨料射流是磨料射流的一种重要形式。循环磨料浆液被高压水加速后直接输入喷嘴，构成具有强大打击力的磨料射流；特别适用于锻件、轧制件的除鳞除锈，铸件清砂等表面处理。要保证循环磨料射流在工业中应用，必须首先解决两个关键问题，即循环磨料射流浆体在管路中的正常流动、磨料的悬浮与沉降规律以及过碎的微小磨粒的剔除，以满足高效、连续的作业。本文论述了循环磨料射流的工作原理和主要工作参数的确定方法。     

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。     

高压管道天然气泄漏扩散过程的数值模拟

采用CFD模型的方法对高压管道内的天然气泄漏和扩散过程进行了数值模拟。其结果表明，从高压管道泄出的天然气在大气中主要表现为高速射流的泄漏过程和随后的扩散过程。在泄漏过程中，天然气在泄漏口附近为欠膨胀射流，整个泄漏过程具有一定的高度；在扩散过程中，天然气在浮力作用下以向上扩散的形式发展。研究了不同环境风速对扩散过程的影响，较大的风速可以使天然气向下风方向更远的距离扩散，从而增大了天然气爆炸危险浓度的范围。研究结果可     

用射流装置消除大型泵机组的汽蚀振动

一大型石化工程中乙烯乙二醇装置用碳酸盐泵投料运行后,泵机组和进出口管线就发生异常的噪声与振动现象,严重影响到生产安全和作业环境。笔者分析了异常噪声、振动的原因,认为是由于泵发生汽蚀所致;提出了在泵进口管线增设射流装置的措施,将泵自身出口的一部分高压液体引入到射流装置,并与来自储罐的液体混合,增加液体压头后提供给泵进口,以提高装置的有效汽蚀余量,消除大型泵机组由于汽蚀引起的噪声、振动;研讨了射流装置的设计参数和结构设计。通过增设射流装置的技术的措施,有效地解决了泵机组及进出口管线的异常噪声、振动问题,消除了化工系统的安全生产隐患。该技术措施还可以用于电厂等有类似问题的其他装置,有广泛的实用价值。     

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。     

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。     

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。     

在高压射流喷沙系统中高效节能水沙分离器的研究与应用

在高压射流喷沙系统中，采用水沙分离器进行水处理，能够清除粒径大于１０ｕｍ的金刚沙。经过处理的水能够重复利用，满足高压射流对水质的要求。     

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。     

低渗煤层高压水射流割缝强化瓦斯抽采技术研究

为了解决低渗高突煤层瓦斯治理工程量大、效率低难题,提出在煤层中利用高压水射流切割缝槽依靠煤岩自身重力自动卸压强化瓦斯抽采技术。为了确定超高压水射流割缝工艺参数,采用FLAC3D数值模拟方法分析了不同缝槽间距、宽度条件下缝槽周围煤体塑性破坏特征和应力演化规律,得出高压水射流割缝合理缝槽间距为3 m,合理缝槽宽度为100 mm,现场实践表明:高压水射流割缝增大了煤层暴露面积、煤体扰动体积,高负压抽采支管瓦斯流量和浓度显著提升,瓦斯抽采纯量在0.7~1.1 m3/min范围内波动,瓦斯浓度在50%以上,对该矿其他工作面瓦斯治理具有一定借鉴意义。     

高压水射流系统动态特性试验研究

阐述了建立ＧＹＳ—３００系统的原理图及其主要装置特性。还阐述了高压容器对水射流系统动态压力特性影响的试验及其结果分析。试验结果表明合理地选配高压容器，可使往复式增压器高压水射流系统获得良好的动态工作特性，并使所研制的水射流系统具有工业应用前景。     

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。     

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     

高压水射流粉碎的压力释放效应

高压水射流粉碎是一个对物料颗粒加压后再将压力释放的过程 ,在这一过程中由于颗粒受压存储的弹性应变能的迅速释放 ,使颗粒以拉应力形式破坏实现颗粒的压力释放粉碎。笔者的理论分析和实验研究表明 :当压力达到某一值后释放 ,可以实现颗粒的破裂粉碎 ;实现压力释放粉碎作用的应力低于材料的抗压强度 ,但高于材料的抗拉强度 ;而且压力越高 ,粉碎效果越好。该研究成果为探索高压水射流粉碎机理和粉碎实践提供了有力的依据。     

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。     

略论高压水射流清洗效率的提高途径

目前,我国工业清洗发展很快,大型高压水射流多功能清洗设备的用量日渐增多,并在清洗行业中的作用越来越大。但是,在使用中,普遍存在着压力和流量不合理、高压水泵能量利用率低、高压管路压力损失过大、喷枪、喷头涡流严重等弊病,为解决上述问题进行了提高高压水射流清洗效率的研究工作。     

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。     

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。