冰粒磨料射流系统设计

冰粒磨料射流是一项绿色的清洗技术。它将低温技术和水射流技术相结合,其显著优点:连续提供冰粒,一旦清洗完毕,冰粒立即融化排走,避免了磨料的回收和处理。基于过冷水动态制冰的原理,建立一套冰粒磨料射流系统,对相关设备进行选型和设计。     

便携式磨料射流切割装置的设计与应用

便携式磨料射流切割装置是在前混合磨料射流技术的基础上,对原有的固定式磨料射流进行改进,形成了一种便携式的切割装置,该装置作业灵活、实用性强,尤其适合野外和井下等场合的切割作业。主要研究了便携式磨料射流切割装置的整体和磨料射流发生装置的设计,确定了相关参数,并对该装置的工作原理和主要特点做了相关阐述。     

冰粒水射流除锈实验研究

应用后混合磨料水射流原理,用冰粒水射流进行了除锈实验研究。冰粒直径为0.5～1 mm,冰粒温度为-15～-50℃,除锈喷嘴内径为1.5 mm,除锈工件为锈蚀的碳素钢板。研究表明,通过水射流引导的冰粒射流,除锈效果明显。试验参数如工作压力、横移速度、喷射靶距、冰粒流量等对除锈效率和除锈比能耗有显著影响。其中,压力是影响除锈效率最重要的因素,在适当牺牲比能耗为代价的前提下,增加压力可提高除锈效率。     

冰射流中的冰粒制备技术

在对冰的物理属性及其力学特性进行完整探讨的基础上,对冰射流中所使用冰粒的温度提出维持在-30 ℃以下的要求.通过球状液滴冻结过程的传热分析,得出影响结冰时间的主要因素有低温环境温度、液滴表面对流换热系数及液滴直径.依据热量传递的守恒性获得液滴结冰时间的理论计算表达式,该式表明,结冰时间与液滴粒径的平方成正比. 基于以上理论分析所得结论,设计出合理的冰粒制备装置以制取冰射流中所需要的冰粒.实验表明,常温水在预冷器中被预冷至0 ℃,通过该实验装置可以连续稳定的制取出-71 ℃以下、平均粒径为100 μm的低温微细冰粒.     

前混合磨料射流锚杆拆除装置设计

介绍锚杆应用及常用的拆锚方法,针对现有前混合磨料射流退锚装置存在锚杆拆卸时间长、工人作业环境差、装置部件锈蚀维护性差等问题,提出了一种前混合磨料射流退锚改进装置,并进行现场试验,结果表明,所改进设计装置具有退锚时间短、对工人伤害小、操作简便、部件维护周期长和无需专门配备泵站等特点,对进一步提高锚杆拆除效率具有重要参考价值。     

磨料水射流切割技术在高速公路修复中的应用

对磨料射流切割的机理及磨料射流切割系统进行了简要的介绍,并根据理论和实践,对磨料射流切割技术在高速公路修复中的应用进行了阐述。     

后混式高压磨料水射流磨料分布规律分析

为了提高带钢后混式高压磨料水射流除鳞清理效率, 设计了磨料分布测试装置, 以试件表面磨料冲击坑数量来表征磨料在射流横截面上的分布, 研究了靶距和工作压力对磨料在射流横截面上分布的影响。结果表明, 磨料在射流横截面径向的分布服从正态分布规律, 靶距增大会导致磨料分布范围增大, 分布分散化、均匀化, 且磨料的分布范围与靶距成一阶线性关系; 工作压力与磨料的分布范围成正比关系, 且提高工作压力会增大喷嘴混合腔中有效混合的磨料总数。     

高压磨料射流在防治煤与瓦斯突出方面的研究与应用

针对郑煤集团大平矿发生特大煤与瓦斯突出事故,研究了高压磨料射流割缝装置及高压磨料射流割缝防突机理,并且在大平矿高突工作面进行了工业性试验。试验结果表明,高压磨料射流割缝技术能避免高突工作面的突出事故,提高了掘进速度,缓解了高突掘进面的采掘接替紧张问题,具有较好的经济效益和社会效益。     

微磨料水射流对多晶硅切割的试验研究与模型分析

笔者根据材料冲蚀磨损原理,分析探讨了微磨料水射流切割多晶硅硅锭的机理。并运用后混合微磨料射流切割装置,对多晶硅硅锭进行了单因素切割试验,从而获得了切割性能曲线。研究结果表明,微磨料水射流对多晶硅的切割完全可行,射流压力和横移速度是重要的试验数据。通过对高压磨料水射流切割性能的预测和加工参数的优化,最终建立切割表面质量经验模型,根据模型分析得出射流压力、横移速度与切割质量之间的关系。     

煤矿开采中磨料水射流电磁驱动的加速过程研究

介绍了磨料水射流技术在煤矿开采的应用现状和技术优势,分析了煤矿开采磨料水射流不能长时间连续工作的技术难题,应用电磁流体推进理论建立了交流式电磁驱动的数学模型,通过构建磨料磁流体射流装置进行现场试验,验证了磨料水射流电磁驱动的加速效果。     

磨料水射流与磨料气体射流破岩压力对比分析

为验证磨料气体射流破岩可行性,对比分析磨料水射流和磨料气体射流破岩效果。理论分析了磨料水射流和磨料气体射流中磨料加速机理,得出磨料动能与磨料水射流和磨料气体射流入口压力之间的数值关系。基于统一强度理论,建立了适用于磨料射流破岩的能量准则,得出了岩石破坏时所需的临界能量。根据磨料加速理论和岩石破坏临界能量计算了岩石破坏临界磨料速度以及所需入口压力。基于理论计算结果,试验验证了磨料水射流和磨料气体射流冲蚀灰岩的破碎效果。结果表明:当磨料速度达到270 m/s时,所需气体射流压力的理论值为15 MPa,水射流压力的理论值为45 MPa;两种磨料射流冲蚀坑形状相同,均呈现"V"型,磨料水射流的冲蚀坑形状相较于磨料气体射流具有"口小","坑深"的特征,磨料气体射流破灰岩形成的冲蚀坑体积要大于磨料水射流。     

煤岩体水射流破碎机理

假设非均质岩体微元的弹性模量和抗压强度均服从Weibull分布,用愈渗理论推导了非均质岩体的水射流破坏准则和水射流破碎非均质岩体的门槛压力;数值模拟了水射流在非均质煤层中的连续钻孔过程;并进行了水射流的破煤实验.研究表明,在水射流作用下,煤岩体中强度较弱的一系列微元首先破坏,形成裂隙.进入裂隙空间的水射流对裂隙发生的水楔作用,使裂隙尖端产生拉应力集中,导致裂隙迅速发展和扩大,裂隙与裂隙连通后使得大块的煤岩体脱落,形成破碎坑.当水射流压力为60 MPa时,煤体破碎距离达到0.5 m以上.     

基于水射流割缝煤层区域动态指标研究

基于水射流割缝煤层增透技术,分析了割缝后煤体应力分布状态,计算了割缝钻孔径向应力和切向应力。在理论分析水射流割缝钻孔影响半径的基础上,确定基于水射流割缝钻孔布置的技术工艺。根据现场实测数据,统计分析了动态指标,对水射流割缝后煤层瓦斯抽采增透效果进行了验证。中兴矿现场试验表明:与常规钻孔相比,采用水射流割缝钻孔瓦斯抽采浓度提高3.6倍、流量提高2.7倍、纯流量提高9.7倍;上覆三采西翼回风巷平均风排瓦斯涌出量最大减少0.68 m^3/min,降低26.98%;水射流割缝钻孔段瓦斯含量降低0.48 m^3/t;抽采半径为3.0 m时,水射流割缝钻孔段抽采时间41 d,相比常规钻孔抽采时间缩短43 d。     

煤矿井下危险环境磨料水射流切割技术探讨

对磨料水射流切割特性和机理进行了探讨 ,根据煤矿井下瓦斯爆炸的机理和对各种切割方法进行井下切割的利弊分析 ,说明了利用磨料水射流在煤矿井下进行切割的优点。并结合理论和实践经验 ,设计了适合于煤矿井下高瓦斯环境的磨料水射流切割系统。     

高压水射流切割技术及应用开发

高压水射流切割具有切缝窄、不产生热应力、无粉尘、几乎可切割任何材料等优点。阐述了高压水射流切割技术的原理、分类和特点,介绍了目前针对不同工况要求的常用高压水射流切割工艺。结合实践,简述了高压水射流切割工艺的新进展。     

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。     

基于磨料水射流的多晶硅车削试验与建模

笔者通过进行磨料水射流车削多晶硅片的试验研究,说明了磨料水射流车切多晶硅这类脆性材料的可行性。磨料水射流车削多晶硅的表面质量主要受射流压力、进给速度、靶距和主轴转速的影响。在正交试验设计的基础上,采用回归分析方法,在磨料水射流车削多晶硅过程中,建立了主要加工工艺参数对表面粗糙度影响模型。通过对该模型的相关指标的分析表明,回归方程有一定指导意义。该模型为合理选择磨料水射流车削工艺参数提供了理论基础,在半导体制造业具有较大应用价值。     

高压喷射灌浆构筑垂直防渗板墙围井试验的几个问题

在简要介绍高压喷射灌浆技术原理的基础上 ,重点介绍了采用高压摆喷灌浆构筑垂直防渗板墙的围井试验情况 ,详细分析了围井开挖、注水试验及高喷墙体样品的检验结果 ,并提出了高压喷射灌浆技术在酸性水、动水、超深孔、含有大块石地层等条件下的应用问题     

高压水射流扩孔技术的研究

从高压水射流的理论基础和煤岩的失效机理2个方面，对高压水射流扩孔的机理进行了研究。介绍了高压水射流扩孔技术的装备和工艺。对研究开发的高压水射流扩孔技术和装备进行了现场试验研究，取得了好的效果。高压水射流扩孔是提高钻孔抽排效果的一项经济可行的新技术。