前混合磨料射流喷嘴磨损机理及结构优化

采用固液两相流理论分析前混合式磨料射流喷嘴流场内的流动状态。利用固体颗粒对金属的冲蚀原理研究喷嘴的磨损状况，初步阐明了喷嘴的磨损机理并对喷嘴的结构进行了优化。在实验室进行多种喷嘴的磨损试验，得到喷嘴的内表面形状对喷嘴磨损的影响规律。     

水煤浆雾化喷嘴的磨损行为分析

以钢、硬质合金和陶瓷3种材料制备水煤浆喷嘴，研究它们的磨损机理。结果表明，喷嘴材料的硬度越高，其磨损量越小；钢喷喷的磨损机理主要表现为塑性变形和微观切削，硬质合金喷嘴的磨损机理主要表现为晶粒剥落，而陶瓷喷嘴的磨损机理主要表现为研磨状损伤和热崩。     

硬质合金水煤浆喷嘴损坏机理的研究

用YG8、YT15 和YW1 3种硬质合金材料制备水煤浆喷嘴, 研究它们在水煤浆雾化燃烧过程中的磨损特性及损坏机理。结果表明:喷嘴材料的硬度对水煤浆喷嘴的磨损起重要作用。在相同条件下, 硬度较高的YW1 喷嘴的磨损率较低, 硬度较低的YG8喷嘴磨损率较高。喷嘴不同部位表现出不同的损坏机理, 其中入口部位主要表现为晶粒脱落和脆性断裂, 中间和出口部位主要表现为研磨损伤。     

旋流磨料射流喷嘴磨损机理研究

从喷嘴的材质特性、磨料的特性、射流工作参数、加旋元件结构等方面对旋流磨料射流喷嘴磨损机理进行了分析和研究。结果表明:由于加旋元件的存在,不仅使射流结构带来质的变化,而且会给喷嘴的寿命带来影响。     

新型充填造浆喷嘴的研制

在矿山充填工艺中,充填喷嘴消耗快、故障率高、更换频繁。为了解决充填喷嘴使用寿命不长的问题,通过分析目前广泛使用的两代充填造浆喷嘴在实际应用中遇到的问题,经过多次试验、改进,研制出一种新型充填造浆喷嘴。新型充填喷嘴采用新的全密封机械结构体,配合精确设计的弹簧和T型活塞体等部件,达到了防止浆液回流、阀体震动、内腔磨损的预期效果。通过加强腔体和T型活塞体的表面强度,使新型充填造浆喷嘴的使用寿命从500 h提高至1 000 h以上。新型充填造浆喷嘴在多个矿山推广应用,取得了良好的实际效果。     

基于固液两相流的水煤浆喷嘴研究

针对目前以煤代油技术日趋成熟,精细水煤浆在柴油机上燃烧、排放等问题研究已取得重要进展,而在供浆系统中燃烧器的重要部件—喷嘴的磨损和堵塞问题没有得到很好解决。对系统中燃料组成成分进行了分析(主要是固体煤粉颗粒、液体水及少量柴油和添加剂),在燃料供给过程中运用固液两相流理论对整个过程进行了动力学分析,给出了动量方程,并根据计算结果设计制造了一种新型喷嘴。     

前混合磨料射流系统性能和结构的改进

针对前混合磨料射流系统存在的磨料涌出而导致对系统管件，尤其是喷嘴产生磨损的问题，对原有的射流系统进行了分析。在分析结果的基础上，提出了3种改进型系统。对改进型系统进行了定性的理论分析，用试验手段得到高压管路的波速值，并用试验检验的方法得出了3种改进型系统性能优劣的比较，认为改进I型系统较好的解决了磨料涌出并磨损管路元件的问题。     

水平井套管水射流开窗装置的结构设计

针对油井定向钻孔技术应用于水平井作业中,传统钻铣工艺在套管上无法开窗这一工艺难题,提出水力喷砂射孔的工艺措施。依据材料冲蚀磨损理论和磨料射流切割原理,利用水力喷砂射孔技术切割套管。以Fluent流场分析为基础,对喷嘴的结构进行设计,运用Solidworks软件,对喷嘴及相关部件三维建模与装配,并用Gambit划分网格,使用计算流体力学软件ANSYS CFD对喷嘴及相关部件进行CFD流体力学数值模拟,应用FLUENT模拟仿真,得到现有工况要求下能实现套管开窗的合理喷嘴结构,以及辅助装置。最后得到不同工况下喷孔数目、直径、角度等结构参数。并且FLUENT流体仿真时,分别对压力、靶距、磨料颗粒的大小,浓度进行改变,对各种情况下的模拟开窗效果进行比较,得出最优开窗效果下的各项指标参数。     

采煤机截齿与粉尘生成量及灭尘的关系

煤矿生产中，采掘机械的工作参数，诸如截深、截齿材料、喷嘴位置和滚筒的转速和直径、截齿的截深、煤层中的含矸量及矸石的强度特性以及煤层的开采条件对截齿的磨损有很大影响，其中截割深度对磨损尤为重要。截割深度越大，散热越慢，当截齿温度超过它的临界温度时，截齿磨损会显著增加，截齿温度也随滚筒转速、岩石特性、煤层的属性及截齿自身的变化而变化。     

珠江口盆地番禺地区PDC钻头个性化设计

番禺地区是珠江口盆地油气勘探开发重点区域。在分析番禺地区地层特征的基础上,结合现场实际情况,研究发现影响番禺地区PDC钻头机械钻速的主要因素是钻头稳定性、井斜角、泥质含量、钻头磨损、岩石胶结物和胶结类型。针对存在的问题,设计了一款12-1/4″PDC钻头,采用6刀翼、双排齿结构,刀翼周向位置角0°、59.2°、120.8°、179.2°、239.7°、301.3°。9喷嘴结构,中心喷嘴直径12.70mm、喷射角18°。外围喷嘴直径9.53mm、喷射角30°。模拟研究表明不会出现应力集中失效,强度满足安全性。井底流场满足排屑、辅助破岩需要。     

中速磨煤机风环动静间隙对石子煤排放的影响

石子煤排放率是影响中速磨煤机安全经济运行的一个重要参数。磨煤机风环动静间隙会随着磨损而增大,使风环出口风速降低,导致石子煤排放增加。以HP863型磨煤机实测结构参数及其石子煤物性分布为基础,采用数值模拟的方法研究了风环动静间隙对石子煤排放的影响。结果表明,风环动静间隙的大小对风环出口风速的影响十分明显,动静间隙从10 mm磨损至20 mm,在65 t/h的总风量下风环出口风速降低10.2 m/s,石子煤总沉降率增加了114%。提出了一个动静间隙防漏风的优化方案,在风环动静间隙由10 mm磨损到20 mm,石子煤总沉降率比优化前下降31%。实际磨煤机风环结构改造后,石子煤排放率降低了68.7%,达到了相关标准要求,已运行近2 a,没有再出现石子煤排放率增加现象,原存在的石子煤排放量过大制约磨煤机出力的问题得到了有效解决。     

喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响

为了研究湿式除尘中喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响,设计了由粉尘产生系统、喷雾系统、测试系统组成的细水雾除尘实验平台。对不同喷头布置方式下细水雾除尘效率进行了实验研究,得到了喷雾压力和喷头布置方式对细水雾除尘效率的影响：细水雾除尘效率随喷雾压力的增加而提高,但当喷雾压力超过1.6 MPa后提高速率变缓;各个喷雾压力下,双喷头的除尘效果均优于单喷头;喷头距离尘源越远,全部粉尘的除尘效果越好,而呼吸性粉尘的除尘效果越差。     

水煤浆喷嘴材料的应用研究

水煤浆技术是我国洁净煤发展战略的重要组成部分 ,而喷嘴是水煤浆燃烧器中的关键部件之一 ,喷嘴材料的抗磨和抗热冲击性能直接影响水煤浆应用的经济性和安全性。文章对国内外水煤浆喷嘴材料的研究和应用进行了评述 ,并提出了今后水煤浆喷嘴材料的研究和发展方向。     

风速与喷嘴安装角对细水雾颗粒运动的影响

为了研究射雾器中喷嘴安装角度和风速对单颗粒运动轨迹的影响,设计了由供风系统、喷雾系统、测试系统组成的远程射雾器实验平台。采用高速动态数字摄像仪对不同的风速和喷嘴安装角度进行了实验,即在风机开启时分别测定不同工况下细水雾单颗粒的运动,并利用MATLAB绘制细水雾单颗粒运动轨迹图,得到了不同风速和喷嘴安装角度对细水雾单颗粒运动的关系：当风速增大时,单颗粒的运动速度提高;喷嘴的安装角度对单颗粒的运动几乎没有影响。     

脉冲来流下自激振荡喷嘴仿真研究

保证自激振荡喷嘴结构参数不变,利用FLUENT软件对脉冲来流喷嘴的振荡特性仿真分析。通过设定不同来流频率和来流速度,分析了腔内压力和速度变化趋势。仿真结果表明,脉冲来流会显著提高射流振荡效果,且当来流频率接近喷嘴装置固有频率时,出口压力峰值最大可提高3.2倍;来流速度与喷嘴结构存在一个最优匹配关系,使射流出口压力峰值达到最大。仿真结果与基于涡旋理论的自激振荡发生机理结论相符,对自激振荡喷嘴优化设计具有一定的指导意义。     

CMM25-4G型四臂锚杆钻车钻头基座导向板失效分析

对CMM25-4G型四臂锚杆钻车钻头基座导向板发生严重磨损而导致过早失效的问题进行了失效分析。通过工况分析、金相检测和磨损形貌的SEM观察后认为,导向板磨损面受力不均匀和现役导向板材料耐磨性能差是致使导向板磨损失效的主要原因。结合失效件成分、组织以及磨损形貌特征,确定了具有基体上沿晶界分布粒状较软相组织结构的材料在磨粒磨损过程中的损伤机理,并提出改善导向板耐磨损性能的几点建议。     

喷嘴宽度对凹凸劈射流元件切换性能影响模拟试验研究

液动射流式冲击器在实验室进行深井模拟试验,其结果展现出了良好的应用潜景,其可行性在野外实验,生产中（如石油钻井,大陆科学深钻中）得到了验证,但与此同时,其在应用过程中也出现了一些问题,如射流冲击器的核心部件射流元件使用寿命不长,具体表现在喷嘴,凹劈,侧壁等破坏严重。