射流混合装置多变参数试验优化及分散机制

射流混合装置被广泛应用于各个领域，其参数对引射性能、微粒运动及作用机制会产生重要的影响。但目前应用于煤泥浮选领域的射流混合装置多变参数缺乏系统性优化。为了优化射流装置的多变参数，搭建射流混合测试系统，探究面积比Ar、喉嘴距Le、喉管长度L、引射管开启度γ和喷嘴出口速度V等关键参数对引射性能的影响规律；基于物理模型参数优化值，调节测试系统，研究射流流场对物料的作用机制，考察射流流场对煤粒表面细泥的剥离能力；运用高速摄像仪捕捉射流流束对引射气泡的卷吸破碎情况；采用激光粒度分析仪揭示气泡粒径的迁移规律。结果表明：当面积比Ar=3.24、喉嘴距Le=0.56 D_h(D_h为喉管直径)时，引射流体流量比q最大；综合考虑引射能力和沿程损失，当喉管长度L=9D_z(D_z为喷嘴直径)、喷嘴出口速度V≥15 m/s时，射流装置的引射性能最为理想；引射流体的流量与引射管开启度γ成正比关系，引射速度受限于射流速度(以喷嘴出口速度V表征)，当射流速度达到15 m/s，引射速度达到上限；基于最优引射性能参数，单次射流混合作用对物...     

采煤机机载喷雾引射除尘器的研究与应用

为提高采煤机截煤产尘的治理效果,针对采煤机机面及上风侧摇臂根部的高浓度含尘气流,依据水雾活塞的机理,设计喷雾引射管,组成喷雾引射除尘器。分析得出影响喷管引射风量的主要因素有喷雾压力、喷嘴类型、喉管直径和喉管长度。采用正交试验法对喷管引射风量的主要影响因素进行了试验研究。试验结果表明,随着喉管直径的增大,喷嘴类型成为喷管引射风量的主要影响因素;引射风量随喉管直径变大而出现跃升;同类型喷管,喉管长度对引射风量的影响不大;喉管直径宜采用?200 mm或?300 mm,喷嘴选择SD314,喷雾压力选择8 MPa。现场应用表明,采煤机司机下风侧10 m、20 m处的呼吸性粉尘浓度明显降低,降尘效率大于65.2%,工作面作业环境明显改善。     

喷射式浮选机射流搅拌装置流场分析及结构优化

以喷射式浮选机射流搅拌装置结构优化为目的,选用合理的CFD数值模拟计算方案,综合考查引射性能和流场特性两个指标,对面积比、喉嘴距、喉管长度、引射管布置方式和位置进行优化计算;设计了长喉管、短喉管、导流叶片喷嘴和无导流叶片喷嘴共4组不同结构参数的射流搅拌装置试验,考查并验证了喉管长度和喷嘴内导流叶片对引射能力的影响;采用激光粒子测速仪测试了喷嘴内导流叶片对射流流束形态演变的影响。结果表明:面积比a=1.96～3.24,喉嘴距L_e=0.2D_h～0.6D_h(D_h为喉管直径)、引射管采用双侧对称布置、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6D_z～12D_z(D_z为喷嘴直径),射流装置的混合效率最理想,引射管布置位置对混合效率影响较小;喷射室压力在0.145～0.160 MPa时,喷嘴内设置导流叶片,长、短喉管吸气能力平均至少提高30.73%和33.94%,引射管全开时长喉管较短喉管的吸气能力高出15%以上。结构参数对流场的影响表现在,面积比增大及引射管靠近喷嘴出口布置,喉管内射流流束的中心速度衰减越快,喉嘴距变化对中心速度的衰减影响较小;喉管长度≤6D_z时,流束中心的流核一直持续到喉管出口,引射流体和工作流体在喉管内动、质量交换不完全;喷嘴内设置导流叶片,有利于流束中心的流核区减小,原因是流束以旋转射流的形式从喷嘴喷出,形成了更有利于工作流体与引射流体动、质量交换的湍流流场;基于理想的引射性能和流场特性,面积比a=3.24、喉嘴距L_e=0.6D_h、引射管采用双侧对称且正对流核区域布置方式、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6D_z～12D_z为射流搅拌装置的最优结构参数。     

用于综掘机内喷泡沫的水射流吸液装置研究

综掘机内喷管路弯曲细小,泡沫输送过程中阻力较大,传统的定量泵添加装置无法在煤矿井下环境使用,文丘里添加装置阻力损失大,出口压力较小,无法满足泡沫输送的动力需求。因此研究高出口压力水射流吸液装置具有重要意义。借鉴液体射流泵的原理,利用水射流形成的负压添加发泡剂,对水射流发泡剂添加装置不同结构尺寸下的吸液特性进行了研究。通过数值模拟进行结构参数的初步设计,探明其对流场特性及压力损失的影响规律;实验室实验验证模拟结果的可靠性。结果表明,在现场条件下,喷嘴孔径为3 mm,喷嘴出口与喉管入口距离为2.5 mm,喉管直径为5 mm,喉管长度为30 mm时,吸液效果最佳,压力损失最低,装置稳定性最高,能够满足高输送阻力下的发泡剂稳定添加。     

射流浮选柱内纵向气泡均匀性的试验研究

在实验室射流浮选柱上进行了纵向气泡分布规律影响因素的试验.利用自制充气量测试仪测定浮选槽内不同深度的充气量,以样本均值和样本变异系数为指标,研究了射流器给料压力、喉管直径、喷嘴直径对浮选槽内充气量及纵向气泡分布均匀性的影响.结果表明：在试验范围内,压力越高,喉管越细,浮选槽内充气量越大,纵向气泡均匀性越好;当压力一定时,大喷嘴气泡均匀性明显好于小喷嘴.通过流体力学初步分析,解释了基本试验现象.     

负压吸气式雾化装置参数优化及降尘试验研究

通过雾化粒度,射流速度和负压值性能试验测试负压吸气式雾化装置的关键参数,并通过因素水平分析确定了最优的参数取值范围,最后进行降尘试验测试。试验结果表明:增大射流压力能明显提高液滴雾化效果;雾滴D_(50)随喷嘴直径的增大呈先减小后增加的抛物线变化规律;雾滴速度随喷嘴伸出量的增加表现出先增加然后稳定减小的趋势。通过正交分析确定喷嘴直径3.5 mm,喷嘴伸出量3 mm为最佳参数;通过负压值测试分析确定射流水压3 MPa为最佳参数。通过和轴流喷嘴降尘效果对比得到射流吸气式混合雾化装置的雾粒粒径降低了54.73%,对全尘的控尘效率提高了20.78%,尤其是呼吸性粉尘控尘效率提高了40.24%。     

负压吸气式雾化装置参数优化及降尘试验研究北大核心

通过雾化粒度,射流速度和负压值性能试验测试负压吸气式雾化装置的关键参数,并通过因素水平分析确定了最优的参数取值范围,最后进行降尘试验测试。试验结果表明:增大射流压力能明显提高液滴雾化效果;雾滴D_(50)随喷嘴直径的增大呈先减小后增加的抛物线变化规律;雾滴速度随喷嘴伸出量的增加表现出先增加然后稳定减小的趋势。通过正交分析确定喷嘴直径3.5 mm,喷嘴伸出量3 mm为最佳参数;通过负压值测试分析确定射流水压3 MPa为最佳参数。通过和轴流喷嘴降尘效果对比得到射流吸气式混合雾化装置的雾粒粒径降低了54.73%,对全尘的控尘效率提高了20.78%,尤其是呼吸性粉尘控尘效率提高了40.24%。     

柴油乳化与微乳化及其在煤泥浮选中的应用

针对常规捕收剂在矿浆中分散效果差、用量大的缺点,通过单因素试验和拟三元相图的绘制,确定乳化柴油和微乳化柴油的最佳配方,并在此基础上进行了煤泥浮选试验。试验结果表明:微乳化柴油的粒度更小,平均粒度为0.065 mm,且分布均匀,分散效果、稳定性更好;对于与试验煤样性质相同的煤泥,在浮选指标相近的情况下,采用微乳化柴油作为捕收剂时,煤泥浮选速度更快,更节省浮选药剂。     

喷嘴直径对旋流器充气和分选性能的影响研究

利用射流原理将气体引入到水介质旋流器中,考查了射流器喷嘴直径对水介质旋流器充气性能和细粒煤分选的影响。试验结果表明:当喷嘴直径在4~6 mm之间、旋流器筒体直径在75 mm以内时,可以得到可调范围较宽的气液比;旋流器筒体内气液比在25%左右时,随着喷嘴直径的增大,各粒级溢流灰分逐渐降低,溢流回收率和底流灰分在喷嘴直径为5 mm时最高;+0.125 mm粒级的分选效率在喷嘴直径为5 mm时最高。由此可以确定与直径为75 mm旋流器相适应的最佳射流器的喷嘴直径为5 mm。     

排水排渣射流泵结构参数设计

介绍了设计所需的已知参数和射流泵的主要参数,根据系统示意图对参数符号进行了介绍,对射流泵参数进行了设计计算,求出了射流泵的喷嘴直径dp1、喉管直径d3、喉管长度Lk;喉嘴距Lc、扩散管长度Ld等结构参数。     

煤层气井射流冲煤粉装置冲击深度的研究

为确定煤层气井射流冲煤粉装置合理的结构和工作参数,实现射流冲煤粉系统的优化设计和有效运行,理论分析了冲煤粉装置工作原理和煤粉颗粒运动过程,整个井底冲煤粉射流场可分为:自由射流区、射流冲击区、漫流区、返流区、旋涡区和负压吸附区6个区域,决定煤粉是旋转上升的复杂运动状态。开展均匀设计方法的冲煤粉实验,运用二次多项式逐步回归法得出回归方程,揭示喷嘴结构参数、射流参数和煤粉特性对冲煤粉深度的互相耦合的影响关系。结果表明,对冲煤粉的深度影响程度的大小依次为:喷距、喷嘴直径、喷嘴流量和煤粉直径。进一步的单因素试验详细了解各影响因素对冲煤粉深度的影响,得出在要求不动管柱时冲煤粉深度达到500 mm的条件下,喷嘴流量不能低于15 m3/h,喷距应小于100 mm。     

磨料水射流切割深度的神经网络模型

在磨料水射流切割混凝土实验基础上,应用BP人工神经网络理论,建立了基于射流压力、靶距、磨料粒径、磨料流量、磨料喷嘴直径、磨料喷嘴长度及横移速度等射流参数的磨料水射流切割深度模型,通过模型预测结果与实验结果的比较,验证模型具有一定的精度,为实际的运用和进一步研究提供了参考。     

基于Fluent的高压水射流喷嘴优化模拟研究

为了提高高压水射流技术的破煤效率,采用Fluent软件对高压水射流的喷嘴结构和几何参数进行了优化模拟。通过分析水射流的轴向速度和壁面静压分布,选择了最佳的喷嘴结构和几何参数。结果表明:圆柱形喷嘴的最大射流速度发生在喷嘴内部,而锥形和锥直形喷嘴的最大射流速度发生在喷嘴外部,且锥形和锥直形喷嘴的最大射流速度和最大压力均明显大于圆柱形喷嘴,考虑到水射流的附壁效应,锥形喷嘴为最佳选择。锥形喷嘴的最优几何参数为:喷嘴出口直径3 mm,喷嘴锥角7°,喷嘴长度9 mm。高压水射流喷嘴的优化对提高煤层瓦斯抽采效率具有重要意义。     

喷嘴结构参数对射流流场影响的仿真与研究

基于Fluent软件平台,在边界条件及初始条件不变的情况下,用单因素法研究影响锥直形喷嘴射流流场的因素。由仿真结果可知:收缩角、长径比、收缩段长度以及喷嘴的直径都对射流的流场有重要影响。     

基于CFD的气液两相射流引射器设计模拟研究

文章采用Fluent模拟软件对气液两相引射器的最优尺寸进行了数值模拟研究,并分析了引射压力和出口背压对引射器工况的影响。研究结果表明:引射器内射流喷嘴直径受流场发育情况、压力特性曲线和气相体积浓度等因素的影响和制约,综合考虑这四种因素,确定了喷嘴直径范围为16~20mm;当引射压力一定时,随着出口背压的增大,气相流量、气相浓度和出口流速均逐渐减小;当出口背压一定时,射流气相浓度随引射压力的增大呈逐渐上升趋势。     

煤层割缝喷嘴结构优化与试验

高压水射流割缝增透技术是一项新型的瓦斯抽采技术,其中喷嘴是切割的执行元件。影响喷嘴切割性能的结构因素有喷嘴稳定段长度、收缩角和直线段长度,3因素相互制约,且存在一个最优值。应用正交设计的方法对不同参数组合下喷嘴出口流场进行了模拟,模拟结果表明:稳定度长度为0 mm、收缩角为30°、直线段长度为9 mm的割缝喷嘴具有最佳的喷射性能。在室内对其切割性能进行测试,结果表明:优化后的喷嘴切割能力为原喷嘴的1.5倍。     

液压液喷射燃烧试验研究

在研制的喷射燃烧试验设备基础上,考察了喷射压力、喷嘴直径、液压液温度和喷嘴距点火源距离等因素对液压液喷射燃烧性能的影响。结果表明：在形成稳定喷射流的情况下,液压液的喷射燃烧性能在不同喷射压力以及喷嘴直径下变化不大,而且不同类型液压液喷射燃烧难燃性能区别明显;液压液随着自身温度的升高,喷射流火焰撤火后持续燃烧时间相应延长;随着喷嘴到点火源距离的增加,喷射流火焰撤火后持续燃烧时间缩短;不同类型液压液的喷射燃烧难燃性优劣顺序依次为水-乙二醇、无水全合成液压液和抗磨液压油。