电液压脉冲水射流强化金属表面的研究

分析电液压脉冲水射流的工作原理及电液压脉冲水射流发生器的设计方案,对射流发生器的聚能效应和射流的运动进行探讨.实验表明采用电液压脉冲水射流冲击金属表面,的确能使金属表面的强度和硬度得到提高.     

脉冲高压水射流工作原理及研究现状

综述了脉冲高压水射流技术的发展过程，指出脉冲水射流是一种有发展前途的新型射流技术，通过对脉冲高压水射流工作原理的分析，显示了脉冲射流切割和破碎材料的潜在优势，详细探讨了振荡脉冲射流、脉冲水炮的电液动脉冲射流的发生机理和脉冲特性，并简要介绍了几种其他型式的脉冲射流。     

脉冲水射流产生过程的流体力学特性数值模拟

为了研究脉冲水射流的流体力学特性,通过流体仿真软件Fluent15.0对两种实验工况下高压气体驱动水柱的流体力学过程进行了二维数值模拟,这两种实验工况分别是常温常压下直喷嘴圆管内0.25MPa的高压氦气驱动和水枪中火药燃烧产生高压火药气体驱动.分别采用了SST k-ω、Standard k-ε湍流模型与VOF模型,研究...     

电液压脉冲腔室压力数学模型的研究

基于电液压脉冲的产生机理建立了电液压脉冲效应的等离子体膨胀模型,并运用能量守恒原理确立了电液压脉冲腔室压力计算的数学模型。对模型进行研究所得结果表明:放电通道内的压力与等离子体膨胀半径和放电时间的平方成反比,与击穿电压和电容成非线性关系。利用该模型计算所得的电液压脉冲腔室压力值与文献[6]中的实测值相比,吻合度较好。该数学模型为电液压脉冲技术在工程中的应用提供了理论依据。     

电液压脉冲腔室压力数学模型的研究

基于电液压脉冲的产生机理建立了电液压脉冲效应的等离子体膨胀模型,并运用能量守恒原理确立了电液压脉冲腔室压力计算的数学模型。对模型进行研究所得结果表明：放电通道内的压力与等离子体膨胀半径和放电时间的平方成反比,与击穿电压和电容成非线性关系。利用该模型计算所得的电液压脉冲腔室压力值与文献[6]中的实测值相比,吻合度较好。该数学模型为电液压脉冲技术在工程中的应用提供了理论依据。     

增压式脉冲水射流多脉冲特性试验研究

射流尖端产生的水锤效应有助于硬岩的高效破碎.为进一步明确增压式脉冲水射流初始脉冲(射流尖端)特性,基于超高速成像系统,开展增压式脉冲水射流流场信息采集试验,并以晕轮为标记点,对射流多脉冲尖端的瞬时速度和穿透距离进行定量表征.结果表明：增压式脉冲水射流在单周期传播过程中孕育多重脉冲特征,多脉冲通过追逐-逼近及覆盖动态竞争成为初始脉冲,初始脉冲最大速度发生于第2脉冲之中.同时,多脉冲动态竞争导致射流存在“双峰”水锤优靶点,随着预定冲蚀靶距的增加,初始脉冲峰值速度发生位置由第1脉冲迁移至第2脉冲,这即意味着水锤优靶点由近喷嘴第1靶点迁移至远喷嘴第2靶点.研究结果为进一步利用增压式脉冲水射流初始脉冲提供依据和参考.     

管系水力共振激励脉冲水射流模拟研究

高压脉冲水射流在效能上大大优于高压连续水射流，主要用调制方法产生。利用导管-气室系统可以引发水力共振，使脉冲水射流的振幅提高，从而增强射流的功效。系统的水力状态用水力瞬变理论分析。对于导管很短、始端压力振荡恒定、管内流速不很大的系统，瞬变工况可用一个微分方程表达，并用有限差分法和迭代法求解。水力共振的条件及强度取决于诸多因素，用搜寻的方法寻求。模拟研究为开展实验研究提供依据和指导。     

脉冲水射流破岩的数值模拟与分析

基于多物质任意拉格朗日-欧拉流固耦合算法(ALE),建立了脉冲水射流破岩的有限元模型.对不同入射速度下的破岩过程进行模拟,得到了岩石在脉冲水射流作用下的破碎和损伤演化过程,分析了射流速度对破岩效率的影响和最优入射速度.     

不同喷嘴结构下高压脉冲水射流的数值模拟

为进一步优化喷嘴结构,应用流体仿真软件Fluent对喷嘴中高压气体驱动的水柱进行数值模拟.在数值模拟方法中应用SST k-ω湍流模型与VOF模型,研究了直喷嘴、锥形渐扩喷嘴和锥形渐缩喷嘴结构下的管内外气/液分布与水射流的流体力学特性.模拟结果表明:直喷嘴水射流在初期有最高的射流速度,且在模拟计算城内平均速度最高;锥形渐...     

空气室位置对脉冲水射流的影响

应用水力瞬变特征线解法，建立设有空气室的脉冲水射流系统的数学模型，差分网格只取脉冲源、空气室和喷嘴三个边界点，用所创立的变时步法解算。算例说明，空气室的位置对射流有重要影响，应当按备系统的具体情况正确设置，以取得增强脉冲水射流的效益。     

脉冲射流割缝技术在石门揭煤中的应用研究

针对西南地区煤矿石门揭煤周期长,严重制约了煤矿安全生产和采掘工作面接替等问题,提出了利用自激振荡脉冲水射流在煤层中割缝,增加煤层透气性,提高瓦斯解吸率,缩短石门揭煤时间的新思路.研究了高压脉冲水射流自激振荡的形成机理及其特性;通过实验室试验研究供水压力、流量等因素与切槽深度、宽度的关系,优化了自激振荡喷嘴结构及高压脉冲水射流的水力参数.通过在重庆逢春煤矿+523S4机轨巷揭M8煤层应用表明,使用自激振荡脉冲水射流割缝在煤层中的影响范围可达1.5m以上,增大了煤层瓦斯解吸能力,瓦斯释放量提高了4.4倍,钻孔数量减少了60%,缩短工期达70d以上,提高了工效.     

脉冲液体射流泵能量平衡的理论研究

运用能量平衡分析原理,推导出了脉冲液体射流泵主要流动部件的能量损失压力比的表达式,并对流动部件的能量转化与耗损及其对脉冲液体射流泵基本性能的影响进行了分析,证明了脉冲频率是影响脉冲液体射流泵能量及质量传递的主要因素,脉冲射流是提高射流泵传能及传质效率的有效途径.     

脉冲液-气射流泵能量平衡理论研究

运用能量平衡分析法导出了脉冲液-气射流泵内能量损失的压力比表达式,对其主要流动部件的能量转换和耗损进行研究,分析其传能及传质的机理和主要影响因素,从而验证了脉冲射流是提高液-气射流泵效率的有效途径.     

空化射流喷丸对45钢表面性能的影响

选用45钢作为研究对象,通过空化射流喷丸对其进行强化.利用microXAM型三维光学轮廓仪测量试样表面形貌,用S-3000N型扫描电镜表征试样表面的微观结构,采用71型显微硬度计测量试样截面硬度值的变化.结果表明:空化射流喷丸对45钢表面有明显的强化效果,喷射时间和射流压力对空化喷丸能力有着重要影响;空化射流喷丸强化比普通喷丸强化得到了更好的表面质量.     

金属铜表面处理研究

用[NH_4]_6·[Mo_7O_(24)]·4H_2O和硫化铵溶液合成了(NH_4)_2MoS_4,并用其溶液对金属铜表面簇合物膜的形成条件进行了研究。结果表明:经过表面抛光打磨预处理的铜片与(NH_4)_2MoS_4反应,不同的时间会形成不同的颜色,当(NH_4)_2MoS_4溶液浓度为0.001 mol/L时,反应较快,颜色均匀,成膜附着力强。     

磨料水射流微细雕刻技术的研究

根据磨料水射流加工的特点,建立了磨料水射流加工的神经网络模型。用训练好的神经网络模型来预测给定加工条件下的进给速度,并根据加工路径和机床的特性对进给速度进行修正,并编写数控代码。通过控制水射流的进给速度来间接控制其刻蚀深度,同时获得加工轨迹的圆滑过渡,从而实现磨料水射流的雕刻工艺。本文以不锈钢为原材料,以JJ-I数控水射流机床为实验平台,根据机床的特性手工编程,成功雕刻出微型摩托车图形。     

松花江吉林江段地表水重金属污染特征的调查与评价

本文通过对实地调查和采样,对松花江吉林江段20个地表水监测断面的3项重金属指标进行了测定,并分析了当前松花江吉林江段的地表水水质状况.     

影响自激振荡脉冲射流性能的喷嘴结构参数研究

脉冲射流射孔增产技术可有效改善低渗气藏渗透率,提高产气量。自激振荡喷嘴作为射孔增产技术的核心装置,其结构参数直接决定射孔质量。为得到适用于此技术的最优喷嘴结构,根据流体力学、射流力学、边界层及大涡模拟计算理论,利用大涡模拟方法和PIV测试实验研究了不同后喷嘴和前喷嘴直径比、振荡腔长和前喷嘴直径比对脉冲射流的影响规律。将大涡模拟计算结果与PIV试验测试结果相结合,建立了适用于低渗气藏射孔增产的自激振荡喷嘴设计准则：前后喷嘴直径比（d₂/d₁）为1.2~1.3,腔径比（L/d₁）为2.3~3.3。所得结论可作为脉冲射流发生装置的结构设计和优化依据。     

全尺寸脉冲射流喷嘴的优选研究

对全尺寸脉冲射流喷嘴进行了优选研究，得出了四种最优尺寸关系。所得最优的全尺寸脉冲喷嘴的功率是同尺寸普通喷嘴的１．５倍。并通过冲蚀砂砖的实验研究，作了验证。