自激振荡磨料射流的基本理论与初步试验

自激振荡磨料射流是在自激振荡脉冲射流和前混合磨料射流基础上,提出的新型射流。为此,重点讨论了自激振荡磨料射流喷嘴的结构和工作原理,分析了脉冲频率和幅值等参数对磨粒加速效果的影响。根据初步研究表明,磨粒速度受脉冲频率和幅度影响很大,磨粒速度可超过前混合磨料射流中磨粒的速度,最大钻孔速度比前混合磨料射流提高４１％ 。这一成果有望用于坚硬物料的切割和特种加工、石油钻井、大洋采矿、难采矿体的开采、坚硬岩石巷道（遂道）掘进、表面清洗等领域。     

碰撞剪切流动中波速对自激振荡射流频率的影响

在许多工程应用中都需了解流体的自激振荡特性 ,而其振荡频率与压力波传播速度密切相关。笔者从理论上分析了自激振荡射流中碰撞剪切流动压力扰动波的传播速度及其对射流振荡频率的影响规律 ,结果表明 :波速随着流体中气体含量的增加而急剧减小 ,随压力的增大而增大。波速减小使得射流的振荡频率也减小 ,实验结果与理论分析一致     

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。     

水射流技术在牙轮钻头中的应用与研究进展

介绍了喷射钻井井底流场特性、喷嘴射流破岩机理、脉冲射流喷嘴、新型水力流道钻头的研究与应用情况，以及水射流技术在石油钻井用钻头上的应用前景。     

脉冲磨料射流的基本理论与试验

脉冲磨料射流是在脉冲射流和磨料射流基础上发展起来的新型射流型式。磨料速度受脉冲频率和幅度影响很大,磨料在脉冲射流状态下的能量交换和加速效果优于普通磨料射流,磨粒速度可超过前喷嘴喷出的射流的速度。本文讨论了脉冲磨料射流的结构和工作原理,初步建立了磨料在脉冲射流中的运动模型,分析了主要参数对磨粒加速效果的影响。理论与试验研究表明,脉冲磨料射流的切割效果优于普通磨料射流。本研究有望开发出新型射流型式和装置,推动新一代切割及加工技术的产生。该成果可用于坚硬物料的切割和特种加工、石油钻井、大洋采矿、难采矿体的开采、坚硬岩石巷道（隧道）掘进、表面清洗等领域。     

中伸式喷嘴同轴圆湍射流近场区流场的数值模拟

中伸式同轴射流喷管应用于脉冲袋式除尘器可以增大脉冲射流的卷吸气量[1]。运用Fluent软件中的大涡模拟(LES)方法模拟了传统同轴射流和3种中伸式喷嘴同轴射流的近场区流场特性,中伸式喷嘴的长度L分别为2.5Di、5Di、7.5Di,Di为中心射流管管径,中心射流的Re为4 470。结果表明:中心射流管中伸长度在2.5Di的工况下,中心射流的核心长度与传统同轴喷管中心射流的核心长度相差不大;随中心射流管中伸长度增加,射流的核心长度变短,径向速度衰减更快,并且湍动能分布更加不稳定;随中心射流管中伸长度增加,轴线上距中心射流管喷嘴相同距离处的监测点的速度功率频谱波峰值增大,且波峰值所对应的频率减小;在相同中伸长度工况下,随距中心射流管喷嘴距离增加,监测点的速度功率频谱的波峰值增加,波峰值对应的频率没有变化。     

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…     

消防脉冲水枪喷嘴结构优化研究

为了进一步提高脉冲水枪的灭火效率，采用CFD技术对维多辛斯基曲线结构、锥直结构和锥角结构3种喷嘴结构进行选型优化。CFD数值模型采用RNG k-ε方法模拟湍流，利用VOF模型追踪管道内部及外部流场的气液界面，研究了不同喷嘴结构对气液分布、能量转化、速度分布的影响，并结合水室中水的体积分数和出口速度曲线图对喷射周期进行分析。研究结果表明:维多辛斯基曲线结构射流周期T=14.8 ms、锥直结构T=15.4 ms、锥角结构T=17 ms；维多辛斯基曲线结构和锥直结构的出口速度衰减较缓慢，喷嘴前端的圆柱结构能提高射流速度的稳定性；维多辛斯基曲线结构喷嘴的出口速度更稳定、集束性更好、能量转化率更高，且产生的射流水柱呈锥式逐渐扩散，动能集中分布在轴线附近，能有效增大喷射距离，提高脉冲水枪的灭火效率。     

射流泵式切割装置的理论及试验研究

提出了射流泵式切割装置及其设计理论。该装置能较好地诱发气蚀。在非淹没条件下,对该装置与普通单喷嘴装置进行了对比试验。试验结果表明,在相同的工作条件下,射流泵式切割装置比普通单喷嘴切割装置能耗低,切割深度大。据此试验结果,提出了射流泵式切割装置的最佳工作参数     

前混合式磨料射流喷嘴的基础研究

本文对前混合式磨料射流喷嘴进行了较为系统的研究。利用液固两相流的理论进行了磨料射流喷嘴内的流动分析，采用无量纲分析法，列出磨料粒子在喷嘴内的质量方程、运动方程和能量方程，编写了计算程序，通过计算机进行数值求解，发观了喷嘴收缩段锥角、磨料浓度对磨料粒子的加速、压力损失以及能量传递效率的影响，确定出了最优参数。根据理论分析，对几种不同几何形状、不同几何参数的喷嘴，通过改变压力、磨料浓度等参数进行寿命磨损试验，定期测量其磨损，观察喷嘴内部的磨损状况，研究了喷嘴材料、几何参数及动力参数对喷嘴磨损的影响，发现了一些新现象，通过对试验数据的分析，得出了一些有价值的结论。     

自进式旋转钻头钻孔修复理论及关键参数研究

瓦斯预抽钻孔在抽放过程中经常出现塌孔、堵孔等现象。针对这一问题,提出采用自进式旋转钻头修复失效钻孔的新方法。其利用自进式旋转钻头后置喷嘴的喷射反冲力作为动力,自行至钻孔堵塞段处,前置喷嘴形成的高压水射流对堵孔煤渣进行破碎,将其与水混合返出孔外,实现清孔排渣、钻孔修复的目的。对自进式旋转钻头钻孔破煤清渣的临界射流压力及流量进行分析,基于摩擦动力学计算钻头自驱的临界射流压力,在此基础上设计钻头结构及优化喷嘴布置,数值分析不同喷嘴组合情况下射流速度分布,得出最优喷嘴布置方式。并应用于鹤煤八矿-655轨道石门揭煤瓦斯预抽,实验结果表明:该方法能够实现失效钻孔的修复,并有效的提高了瓦斯抽采效果,缩短了瓦斯抽放时间。     

用于煤矿安全切割的前混合磨料射流加速机理研究

前混合磨料射流具有切割各种材料无火花、所需设备压力低以及操作简单等优点,具有广泛应用井下安全切割的功能。笔者根据建立的磨料粒子运动方程,推导出具有普遍意义的匀速流场内粒子路程函数以及用数值分析法求解出粒子在喷嘴内的速度;通过理论分析和具体的数值计算,磨料最主要的加速过程是在收缩段内完成,磨料粒子从喷嘴喷出时已能高达水流速度的95 %以上,磨料粒子在离开喷嘴在射流的核心段内仍将继续得到加速;同时发现,在条件允许的情况下,喷嘴的收缩段应适当长些,喷嘴圆柱段长度为喷嘴出口直径的2 .5～3.0倍最合适。     

提高射流效率充分利用其能量的几种方法

介绍几种提高射流效率、充分利用其能量的方法，其中包括：等能量多次切割，流量（或流速）的脉动调制，有效利用淹没射流的空化段，研制开发优质喷嘴。     

前混合磨料射流切割系统的研究

磨料射流切割系统具有很多独特的优点并有广阔的应用前景。通过对几种前混合磨料射流切割系统的分析探讨，提出了在工业应用前必须解决的三个问题：喷嘴磨损、磨料浓度的调节控制和磨料输入，以及解决这些问题的一些方法。     

电源频率对大气压氦气射流等离子体放电特性的影响

为探究大气压射流等离子体放电特性,利用同轴双环电极结构等离子体射流装置,研究电源频率、外加电压对氦气射流放电电流、起始电压、消耗功率、放电平均功率、射流长度等参数的影响规律。结果表明:放电图像在f=7.88,8.40,8.90 kHz电源频率下,随着电压增加,等离子体射流长度先增长后稳定;电压-电流关系符合辉光放电特征;同一电源频率下,随外加电压升高,放电电流脉冲个数增多、幅值增大、脉冲曲线产生畸变,装置消耗功率和放电功率所受影响不大。     

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。     

影响双喷嘴旋转速度的参数研究

研究和分析了双喷嘴旋转速度方程,探讨了旋转速度与诸参数间的依存关系,并给出了参数的取值范围。为控制旋转射流的速度,提高清洗效率,提供了科学依据。     

插入式射流流速计

介绍了一种新型插入式射流流速计。它的结构和使用都很简单 ,其基本构成就是一个装在插入杆端部的射流流量传感器 ,通过计数正比于流速的射流脉冲来实现测量。插入式射流流速计在低流速下有较高的灵敏度 ,并可用于高温环境 ,它还能气液两用。同时介绍了该流速计的原理、试验结果和应用例子。     

插入式射流流速计

介绍了一种新型插入式射流流速计。它的结构和使用都很简单,其基本构成就是一个装在插入杆端部的射流流量传感器,通过计数正比于流速的射流脉冲来实现测量。插入式射流流速下有较高的灵敏度,并可用于高温环境,它还能气液两用。同时介绍了该流速计的原理、试验结果和应用例子,     

滤筒除尘器清灰均匀性影响因素及影响程度的模拟与优化研究

针对滤筒除尘器多孔脉冲喷吹清灰不均匀的问题,利用FLUENT数值模拟的方式建立了49种喷吹管设计参数与除尘器运行参数不同的正交试验组合模型,研究喷吹管管径D、喷孔直径d、喷嘴个数N、喷嘴间距L、喷嘴高度H和喷吹压力P等6个因素对多孔脉冲喷吹清灰不均匀度σ的影响程度,通过数值模拟试验与数据分析得到了6个因素影响程度的排序,基于喷孔直径d对清灰不均匀度σ影响程度最大的结果,以5孔脉冲喷吹管为例进行了对喷孔直径的优化改进,优化后的模型使滤筒除尘器的清灰均匀度提高了3倍,对喷吹管的参数设计具有指导意义。