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。     

前混合式磨料射流系统的容积效应及有关安全问题

前混合式磨料射流系统具有明显的容积效应。通常情况下 ,系统在停止工作压力降低时 ,磨料罐将排出约 1 L的浆液 ,在长 5 m以上的管路中淤积 ;重新工作时 ,将造成喷嘴和管路的严重磨损 ,甚至造成堵塞 ,使系统不能正常工作。为此 ,笔者提出了一种新型的射流发生系统 ,改善系统的容积效应 ,在其停止工作时 ,采用了磨料罐从上方排出清水以降低系统压力方法 ,改善磨料大量涌出和管路淤积现象 ,同时也对管接头等磨蚀引起的有关安全问题进行了讨论。     

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。     

磨料浆液除锈机理的研究

本文将冲蚀机理引入金属除锈工艺。通过分析冲蚀的单元作用机理、冲击过程中能量平衡及影响冲蚀的诸因素，阐明了金属除锈的机理。利用刚性粒子冲击塑性材料的模型推导出了除锈效率较高的最佳射流入射角。在钢板除锈应用过程中先以９０°入射角冲击钢板，使钢板上的脆性表层很快形成赫兹裂纹，并且容易脱落，再以１６．４８°的入射角冲蚀钢板，效果理想。     

磨料水射流除鳞技术在钢厂的应用

为了暴露各种钢材在热轧过程中产生的表面缺陷，需清除附于其上的氧化铁皮，称之为“除鳞”。传统的除鳞方法有酸洗、表面剥皮、喷丸处理等，这些方法存在很多缺点。本文介绍已在湖南涟钢用于生产的磨料水射流除鳞生产线，用磨料水射流除鳞具有速度快、质量高、成本低、操作简便等独特的优点。     

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。     

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。     

一种新型有压浆体磨料循环装置

介绍一种适用于工业生产的“有压浆体磨料循环装置”。经调试及试生产，装置运行正常，管路中浆体磨料输送连续、畅通。基本上解决了磨料射流研制中磨料输送的技术关键。     

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。     

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