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。     

磨料形状对磨料气体射流冲蚀性能的影响研究

为明确磨料形状对高压磨料气体射流冲蚀效果的影响规律,基于LS-DYNA数值分析了磨料冲蚀靶体应力分布,根据横向裂纹和纵向裂纹建立了考虑磨料球形度的磨料射流冲蚀体积计算模型;分析了磨料形状的球形度,通过高压磨料气体射流破岩实验得出了磨料形状对冲蚀体积影响规律;对比分析理论计算结果和实验数据,验证计算模型吻合度较高,模型数学形式简单,且具有较好的工程适用性;结合理论分析和实验结果得出,磨料形状对冲蚀效果具有显著影响,随磨料球形度的增大,冲蚀体积呈指数增加;在相同冲蚀粒子数以及冲击动能情况下,磨料粒子球形度越高,棱角越尖锐,冲蚀体积越大。为高压磨料气体射流的磨料优选提供理论依据,冲蚀性能预测提供简易算法。     

前混合式磨料射流及其切割特性

本文讨论了前混合式磨料射流发生装置的工作特性，给出了一种新型供料系统，能实现磨料可靠均匀地供给，并可以方便、准确地调节磨料浓度。在此基础上研究了压力，喷嘴直径、靶距等多种参数对前混合式磨料射流切割特性的影响，给出了这些参数的选取范围及评价方法。试验中使用的切割材料有石灰岩、钢材、铝材以及五种强度的混凝土试块。     

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     

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。     

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。     

前混合式磨料射流清洗油管涂料的实验研究

研究结果表明，前混合式磨料射流清洗油管涂料的清洗效率随喷嘴直径的增大而增大，喷距、喷射角和颗粒直径最佳参数值分别为１５０ｍｍ、１２０℃（或６０℃）和０．８ｍｍ。     

一种新型前混合式磨料射流的研究与应用

介绍一种已经研究成功,并已用于生产的新型前混合式磨料射流,分析了该项技术及有关循环系统的特点及应用场合。     

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。     

旋转射流破岩钻孔机理研究

综合利用实验方法和数值模拟技术,研究了旋转射流的结构特性及井底流场分布,证明了旋转射流具有三维速度,且其速度最高部分,集中在离开射流轴心一定半径的一环形区域上,射流呈扩散状,其冲击面积随喷距的增大而大幅度增加。旋转射流破岩钻孔的机理不同于普通圆射流,它以剪切破碎为主,伴以冲蚀、拉伸破坏和磨削等多种形式,因而具有很高的破岩效率。破岩首先从对应着射流能量最高的环形区域开始,并逐步向内、外扩展,形成凸锥状的孔底。研究表明旋转射流在破岩钻长连续孔眼方面具有极大的优势     

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。     

锚喷粉尘受力及产尘机理分析

通过对锚喷粉尘的受力分析,基于粉尘颗粒的基本性质,运用牛顿运动规律、流体力学的紊流射流、两相流等相关理论,对锚喷产尘原因及运动规律研究,认为锚喷尘源产生的4种方式: 粉尘颗粒自身的特性及二次风流的影响,高速喷射气流带动周围的空气运动所产生的剪切作用,锚喷高速射流内部中团粒间的相互作用以及物料与受喷面的碰撞是影响锚喷产生粉尘的主要原因.     

掘进工作面贴附射流通风浓差理论研究

掘进工作面压入式通风形成的风流是贴附射流。根据流体力学和射流理论 ,通风射流体结构分为起始段和主体段。风筒出口风流是新鲜的 ,射流周围气体中污染物浓度高于射流体的浓度 ,与射流气体存在浓度差。因此 ,其通风射流为浓差射流。笔者分析了贴附射流主体段、起始段的轴心浓差和质量平均浓差 ,得出了计算模型。同时为研究压入式通风过程中污染物的分布提供了新的理论依据     

高耸建筑物定向爆破中切口长度安全范围的研究

爆破拆除高耸筒体结构时 ,爆破切口长度的合理选取是爆破成功的重要因素。目前的实践经验 ,爆破切口长度取为切口处筒体圆周长的 6 0 %～ 6 6 % (即 3/ 5～ 2 / 3) ,按此取值范围进行施工 ,爆破效果的好坏并存 ,事故仍有发生 ,这说明此取值范围偏大。借助有限元软件ANSYS ,通过数值计算 ,可获得起爆瞬间 ,在结构自重作用下引起的爆破切口支撑部的应力与应变状态 ,因而 ,可分析出爆破切口长度较安全的取值范围。对比实际拆除爆破的效果 ,爆破切口长度取切口处筒体圆周长的 6 2 %～ 6 4 %是比较安全适宜的。数值分析所得出的结论 ,对爆破设计施工有一定的借鉴意义     

独头巷道受限贴附射流特征参数对流场的影响研究

根据独头巷道受限贴附射流规律,基于独头巷道受限贴附射流特征参数计算,分析风筒出口直径与流场的关系、风筒出口风速与射流轴心速度变化的关系等,得出独头巷道受限贴附射流特征参数对流场有影响较大,各项特征参数与流场关系的研究使得对独头巷道的通风环境监控更加有利。从而达到改善此类工况的作业环境并提高此类工况的安全系数。     

德国工伤保险事故预防机制评介

工伤保险事故预防机制就是工伤保险制度中促进预防工伤事故和职业病的一系列的措施和办法。笔者从管理、经济、法律、技术、心理5个方面具体分析德国工伤保险事故预防机制的具体特点,其中,对管理方面的上层管理机构、研究机构、培训机构、监督机构的设置及其人员配置、企业内部的劳动安全机构及其人员配备进行了研讨;以经济途径为重点从工伤保险费的征收与支出两方面进行了评介;在安全技术方面着重对管理内容即监督事故的隐患、咨询、进行职业病预防、监测与调查、产品安全标准鉴定等进行了介绍;简述了心理方面所开展的安全宣传、教育和培训工作以及相关法律手段。综合分析了工伤保险事故预防机制的形成和运作方式,对其成功经验进行了总结。     

水平弯管内硫沉积数值模拟研究

元素硫在集输管道中沉积会引起堵塞和腐蚀问题,而弯管是集输管道中较易出现硫沉积的部位之一。为此,采用数值模拟的方法研究水平弯管内的硫沉积问题,首先利用雷诺应力模型对流场进行模拟,其次采用Lagrange颗粒轨道模型对硫颗粒进行模拟追踪,研究不同因素对硫颗粒在弯管中沉积率的影响。结果表明:弯管内壁会出现负压区和低速区,气流速度和弯曲比会对流场产生影响;硫颗粒在弯管中的沉积率随流速、粒径和弯曲比的增大而增大;硫颗粒沉积是重力和离心力共同作用的结果,其中离心力是导致弯管中沉积率增大的重要原因。     

敏感性分析在燃烧毒物和自由基生成机理研究中的作用

针对燃料氧化的详细/半详细化学反应动力学机理，采用定量研究模型与出现在模型中各种参量之间关系的系统化方法--敏感性分析法，研究各基元反应对燃料过程中毒物和自由基生成的影响系数随时间的变化关系，为反应设计提供理论指导。