脉冲式浮射流水力特性的实验研究

目前污水的海洋排放方式可大致分为 2种 :恒定或准恒定流量排放 ;脉冲式的非恒定排放。对工程中更为常见的脉冲式排放在环境受纳水体中的浮射流运动特性 ,动量尺度、底边界对浮射流的影响进行实验研究 ,此项研究方法及初步成果为河底射流冲淤排沙研究工作奠定了基础。     

环空流体吸入式自激振荡脉冲射流调制元件结构优选研究

为充分利用井底水力能量提高破岩钻井效率,提出了环空流体吸入式自激振荡脉冲射流钻井技术。将数值模拟和试验研究相结合,分析了环空流体吸入式自激振荡脉冲射流调制元件结构参数的变化对射流破岩性能的影响。对比分析了调制元件的环空吸入量、出口流速、振荡腔负压值和进出口压差与射流破岩效果之间的关系,结果发现调制元件进出口的压差越大,射流破岩效果越好,二者呈显著线性相关。以调制元件进出口压差为优选依据,采用正交试验法,进行了数值模拟试验,优选了调制元件的结构参数,数值计算与试验结果吻合良好,表明分析环空流体吸入式自激振荡脉冲射流性能,优选调制元件结构的方法可行。所得结论可作为射流调制元件结构设计和优化的依据。     

自激振荡气蚀射流喷管内水声学理论及其应用

本文阐述了自激振荡气蚀射流动力学的研究内容、现状及发展趋势．利用流体瞬变流和水声学理论分析了自激振荡气蚀射流喷管内的流动规律，建立了喷管内水声学特性的特征方程，并给出了数值解．分析了外界扰动波在喷管内的传播规律，为优化设计喷管结构和实现无源控制射流流场提供了理论依据，并在此基础上，给出了适合钻头的自激振荡气蚀射流喷管的设计模式，计算结果表明在钻头体有限空间内安装自激振荡气蚀射流喷管，管子阶数不宜超过２，喷管出口直径最好在３～７毫米内。     

自激振荡磨料射流中的磨料加速机理

自激振荡磨料射流是自激振荡脉冲射流和前混合磨料射流相结合后形成的新型射流，本文讨论了自激振荡磨料射流喷嘴的结构和工作原理，分析了影响磨粒速度的各种因素，研究表明，最大钻孔速度高于前混合磨料射流。     

环空流体吸入式自激振荡脉冲射流大涡模拟研究

发展新型破岩钻井技术对于促进油气田高效开发具有重要意义,高压水射流是提高破岩钻井效率的一个重要手段,脉冲射流是一种高效射流形式.为了充分利用井底水力能量,提出了一种环空流体吸入式脉冲射流的技术构想.基于自激振荡原理设计了相应射流调制工具,并对工具的流场和动力学特性进行了大涡模拟研究.研究结果分析揭示了环空流体吸入式自激振荡脉冲射流调制的机理,并发现合理的水力结构可以在振荡腔内实现局部负压,使得环空流体被吸入,参与调制生成高效脉冲射流.与非吸入式脉冲射流相比,吸入式脉冲射流振荡更加剧烈,破岩能力更强.研究结果得到了实验验证,为实际钻井工具的研制和相关工艺技术的开发提供了依据.     

围压下自激吸气脉冲射流装置压力特性试验

为了解自激吸气式脉冲射流装置在围压作用下的脉冲效果及腔体内压力的变化规律,利用自主研发的水下射流装置平台开展试验研究,分析了不同围压时装置在不吸气和吸气条件下的冲击力、频率特性及腔体内压力的变化规律。结果表明:围压对装置射流冲击力衰减影响较大,相同靶距时高围压的冲击力衰减较快;装置吸气后射流冲击力的频率比不吸气低,但振幅变大;围压对不吸气和吸气条件下腔体内的压力影响规律相同,测点压力均随着围压增大而减小,而在同一围压条件下吸气后腔体内测点压力变大。     

自激脉冲射流技术研究与应用进展

射流泵因具有结构简单、成本较低等一系列优点而被广泛应用于水利和航天等领域,但传质和传能效率较低的问题一直制约其快速发展和进一步应用。不过近些年来的大量试验研究表明,自激脉冲射流技术产生的脉冲射流具有更大的冲击力,并可明显提高射流泵的效率。在分析大量文献的基础上,介绍了脉冲射流产生的方法和他源式脉冲射流研究进展,重点阐述了自激脉冲射流的研究与应用进展、存在的主要问题和下一步的研究方向。最后,针对目前我国水库清淤的现状和存在的问题,分析了将自激脉冲射流技术和人工异重流相结合,进行射流清淤等工程实践应用之前的研究工作重点。     

脉冲射流泵研究进展

介绍了脉冲射流泵的工作原理、作用、应用情况和国内外的研究成果,并进行了系统的论述与总结,分析了当前的研究动态和存在的问题,指出了脉冲射流泵具有广阔的发展和应用前景。     

脉冲流体射流泵喉管长度的研究

运用计算流体动力学,对多种面积比的脉冲流体射流泵内部流场进行了数值模拟。针对喉管不同断面的速度分布和壁面压力分析,得到了脉冲流体射流泵最优喉管长度,通过相应的试验研究,二者结果基本一致。     

脉冲液体射流泵基本性能的研究

本文根据脉冲液体的动量方程和能量方程，导出了脉冲液体射流泵基本性能方程，并与恒定流的液体射流泵基本性能方程进行了对比，阐明了二者之间的关系。依据脉冲液体射流泵时均值性能试验数据和其几何尺寸，经分析与计算给出了脉冲液体射流泵时均值基本性能的经验公式。     

簧阀阻断式脉冲磨料射流破岩的试验研究

为了充分利用井底水力能量提高钻速,提出了井下调制簧阀阻断式脉冲磨料射流钻井技术。模拟分析了簧阀阻断式脉冲磨料射流钻井工具的内部流场,确认了采用簧阀阻断式机构调制脉冲射流的原理可行。研制了簧阀阻断式脉冲磨料射流的原理样机,纯水射流的试验测试结果表明,簧阀阻断式脉冲射流破岩性能明显优于连续射流;基于正交试验法,优选确定了原理样机的结构参数,进而引入磨料,调制形成脉冲磨料射流。脉冲磨料射流破岩试验结果表明,岩石破碎孔的深度随着泵压增大而增大,而随着磨料浓度和喷距的增大,则先增大后逐渐减小,存在最优值。研究结果证实了井下调制簧阀阻断式脉冲磨料射流钻井方法的原理可行,可为实际技术发展提供依据。     

结构参数和运行参数对自激脉冲射流装置性能的影响试验

为了研究结构参数和运行参数对自激脉冲射流装置性能的影响,运用自行研制的试验系统对自激脉冲射流装置进行大量的试验,在上喷嘴直径为8 mm和腔径为95 mm的试验条件下,分析下喷嘴直径、腔长和工作压力的变化对脉冲射流打击力和脉冲效果的影响。试验结果表明:不同的下喷嘴直径、腔长和工作压力对脉冲射流打击力的影响是不同的;每种下喷嘴直径都存在着获得最佳脉冲效果的合适腔长和工作压力范围;随着下喷嘴直径的增大,最佳腔长和工作压力范围也有所增大。     

脉冲液体射流泵时均值基本性能的研究

本文运用流体力学，湍流射流理论和时均值计算法，导出了脉冲液体射流泵时均值基本方程及其动量修正系数方程组。通过与恒定液体射流泵基本方程进行对比，阐明了二者之间的关系，并经国内外试验资料进行了验证。     

脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数

运用非恒定的动量方程和时均值计算方法,对脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数进行了理论研究,推导出了喉管和喉管进口段流速系数φ2和φ5的计算式。通过与恒定射流的流速系数计算式对比,阐明了脉冲频率是影响φ2和φ5的主要因素,沟通了脉冲射流与恒定射流流速系数之间的关系。     

淹没水射流空化初生的动力判据

传统的空化初生判据没有考察空泡动力效应的影响和空泡的非等温过程，通过对Rayleigh-Plesset方程的适当无因次化，建立了一种既考虑空泡的动力学效应又适合各种绝热指数的简便的空化初生动力判据。计算了不同环境压力对空化初生的影响。     

水下超声速燃气射流动力学特性研究

该文研究水下超声速喷管燃气射流动力学特性.采用基于均质平衡流的mixture多相流模型和标准湍流模式,运用有限体积法和SIMPLE算法,求解了不同工况下的二维水下燃气射流的湍流流动.考虑了流体的可压缩性、黏性、重力作用、气水掺混效应和能量交换等复杂因素.通过对不同扩张比、不同水深和不同来流情况下喷管射流流场的数值计算结果的比较与分析,发现在环境背压较大的情况下,大扩张比喷管燃气射流会产生颈缩、断裂和回击现象;而小扩张比喷管和有来流情况下,喷管燃气射流形态较稳定.     

脉冲液体射流泵性能的理论分析及数值计算

推导了以往复泵为脉冲发生装置的脉冲液体射流泵准二维性能方程及其时均性能方程,导出无因次惯性水头及惯性力项便于计算的表达式,并对脉冲液体射流泵时均性能进行了数值计算,计算结果与试验数据基本吻合,将数值计算的模拟曲线与恒定液体射流泵性能曲线进行对照,证明了采用脉冲射流作为工作动力能够大幅提高射流泵的效率。