空化水射流清洗的实验研究

本文在理论分析空化射流清洗机理的基础上，通过实验研究了基于自激振荡空化喷嘴产生空化射流，从而提高射流清洗效果的新型清洗方法，并实验研究了将该方法用于管道内壁清洗时，改善清洗效果的措施。     

空化水射流清洗的实验研究

空化射流是在喷咀出来的水射流内诱发含有空气 (或水蒸汽、混合气体 )的初生空泡 ,适度地控制靶距 ,使空泡发展长大。当射流冲击到靶材表面 (或附近 )时 ,发生溃灭 ,从而使靶材引起气蚀破坏 ,以达到清洗、切割或破碎物料的目的。在理论分析空化射流清洗机理的基础上 ,通过实验研究了基于自激振荡空化喷咀产生空化射流 ,从而提高射流清洗效果的新型清洗方法 ,并实验研究了将该方法用于管道内壁清洗时 ,改善清洗效果的措施空化水射流清洗的实验研究@王萍辉     

空化射流洗井方法在地浸采铀中的应用

介绍地浸采铀中钻孔清洗方法,重点介绍空化射流洗井新方法及其在哈萨克斯坦某矿床地浸采铀中的应用。与传统洗井方法相比,空化射流洗井法具有降低成本、减轻劳动强度、提高钻孔抽注液量等优点。     

新型复合喷嘴非淹没空化射流仿真研究

采用FLUENT软件模拟新型复合喷嘴的非淹没空化射流流场,并与单喷嘴淹没空化射流和非淹没空化射流流场进行了对比。研究结果表明,新型复合喷嘴结构在非淹没环境下能产生良好的空化效果。     

基于均匀设计的喷嘴结构参数研究

目前高压水射流清洗最常用的是圆锥形喷嘴,为了研究喷嘴各参数及其交互作用对喷嘴内射流流场的影响规律,采用均匀设计方法设计不同参数喷嘴内部流场仿真方案,仿真中重点考虑射流的空化效应,并对结果进行二次多项式回归分析,得出影响射流空化率的显著性依次为收缩角、收缩角和长径比的交互效应及长径比,进一步分析可知当α=20°和cp=3时,喷嘴内部空化率最低,流场较稳定,为合理选择喷嘴参数提供了参考。     

应用水力空化射流技术提高灰岩地层钻速

水力空化射流技术具有安全、可靠、效果好等特点,在石油钻井中得到了推广应用。针对伊朗Y油田中下部中硬灰岩地层可钻性差、机械钻速低的情况,试验应用了水力空化射流工具。研究了试验油田的地层强度及可钻性参数,优选了水力脉冲空化射流装置和下部钻具组合,优化了机械及水力参数。现场实钻资料表明,水力空化射流工具提高钻速明显,对中硬地层的灰岩具有良好的钻进效果。     

中心体空化喷嘴全尺寸结构优化研究

为提高油罐清洗除锈效率和安全性,拓展空化水射流技术的应用场合,设计了一种用锥形喷嘴与90°锥形柱体镶嵌而成的新型中心体空化喷嘴。通过Fluent软件,采用无量纲量,针对不同喷嘴出口段圆柱长度、外喷嘴直径、中心体直径以及内嵌深度参数组合的多种工况进行数值模拟,重点对射流流场的压力分布和气含率分布进行了对比分析,研究表明:所设计的喷嘴射流绕流能够有效产生空化,空化区域主要存在于90°锥形柱体末端附近;含90°锥形柱体中心体空化喷嘴结构的四大参数(L、D、d、l)必须相互配合,在l/d=1附近、L/D=1.5~2.5、D/l=2~2.5能够产生较好的空化效果。     

风琴管喷嘴和赫姆霍兹喷嘴射流特性分析

风琴管喷嘴与赫姆霍兹喷嘴是2种典型的自振射流喷嘴,其结构上的差异决定了射流特性的不同。基于水声学和流体网络理论,分析了2种喷嘴的结构特点及其产生的自振射流机理。为了研究2种自振喷嘴的射流特性,采用直接提取喷嘴腔内压力脉动信号的方法,通过信号分析研究自振射流的频率特性;同时,将打击试验与噪声分析方法相结合,分析了不同喷嘴射流的空化特性。试验结果表明,相对于普通喷嘴,风琴管喷嘴与赫姆霍兹喷嘴均能产生高频压力振荡并促进空化的产生,而赫姆霍兹喷嘴共振腔对射流自振幅值有放大作用且空化效果更为明显。     

煤层气井造穴射流破岩试验研究

通过水射流造穴进行洞穴完井是煤层气井重要的完井方式。为了优选造穴射流工具的喷嘴,提高射流造穴直径和效率,通过制备相似煤岩试样,采用室内试验的方法,进行了连续射流和空化射流的破岩效果试验,并在现场造穴施工中进行了应用。结果表明:自由射流条件下,连续射流在喷距为200 mm时破岩效果最好,空化射流在喷距为300 mm时破岩效果最好。淹没射流条件下,连续射流未能冲蚀煤岩试样;空化射流的冲蚀直径则呈先增加后减小并趋于稳定的状态,在淹没深度为200 mm时冲蚀直径达到最大,冲蚀深度随着淹没深度的增加而增加,在淹没深度为300 mm以后,冲蚀深度趋于稳定缓慢减小。研究结果为造穴射流工具的喷嘴选型及结构优化设计提供了依据。     

赫姆霍兹喷嘴自振射流特性的试验研究

为了提高低透气性煤层的采前预抽效果,增加赫姆霍兹喷嘴自振射流冲蚀效率,基于信号分析方法,从射流的流动状态入手研究赫姆霍兹射流的本质特性。采用传感技术直接获取喷嘴腔内流体压力脉动信号,基于频谱分析法研究不同结构的赫姆霍兹喷嘴产生的自振射流的振荡特性。然后采用声传技术检测围压下自振射流打击标靶时的噪声等级,通过声功率谱探讨了自振射流的空化效果。试验结果表明:赫姆霍兹喷嘴上部分结构参数对自振射流的频谱结构和自激共振频率大小起决定作用,而下部分振荡腔结构对自振射流的频谱幅值具有选择性放大功能,但对自振射流的频谱结构几乎无影响;赫姆霍兹喷嘴上部分结构促进了自振射流的空化产生,而下部分振荡腔增强了自振射流的空化效果。射流的幅频特性和声功率谱研究可为自振射流喷嘴的设计提供新途径。     

Numerical simulation on turbulent flow field in convergent-divergent nozzle

Because of the complication of turbulence’s mechanism and law as well as the jet pressure in nozzle is difficult to test by experiment, five turbulent models were applied to numerically simulate the turbulent flow field in convergent-divergent nozzle. Theory analysis and experiment results of mass flow rates conclude that the RNG k-ɛ model is the most suitable model. The pressure distribution in the convergent-divergent nozzle was revealed by computational fluid dynamic (CFD) simulating on the turbulent flow field under different pressure conditions. The growing conditions of cavitation bubbles were shown; meanwhile, the phenomena in the experiment could be explained. The differential pressure between the upstream and downstream in nozzle throat section can improve the cavitating effect of cavitation water jet.     

脉冲空化射流钻井技术研究与应用

通过空化射流发生器的结构对提高机械钻速的机理分析,同时结合现场应用,介绍了空化射流在国内外石油行业的市场前景,提出了目前解决钻井机械钻速慢的一种比较简单可行的钻井方法。     

除尘滤筒脉喷清灰技术研究进展与展望

滤筒清灰是除尘器运行的关键环节,以脉冲喷吹技术应用最为广泛,具有工艺简单、不中断风流等优点。近年来,脉喷清灰滤筒除尘器因技术优势市场份额逐渐增多,相关研究发展迅速。研究者运用理论分析、试验研究和数值模拟等手段对滤筒的脉喷清灰技术进行了广泛探讨,并取得了大量有益进展。阐述了除尘滤筒脉喷清灰技术的基本原理、尘饼附着作用和清灰效果评价方法,分析了影响清灰性能的主要因素,剖析了除尘滤筒脉喷清灰存在的主要问题,总结了提高清灰均匀性改进措施的最新进展,并展望了滤筒脉喷清灰的发展方向。研究表明:滤筒清灰机理的认识普遍采用喷吹压力理论并以筒壁所受静压为喷吹指标;清灰效果评价主要基于过滤阻力的变化和落尘质量;喷吹气流偏斜、清灰不均匀、剥离粉尘回吸是滤筒清灰面临的共性难题,其中清灰不均匀是当前研究焦点;改善滤筒清灰性能主要有喷嘴设计、文丘里管增设、滤筒结构优化、喷吹策略改进等措施,其中协同对撞喷吹突破了单一点源式喷吹的局限,克服清灰不良问题潜力较大。未来研究的重点为脉冲喷吹滤筒清灰机理分析、脉喷清灰结构设计与参数优化、尘饼剥离与运移规律分析、脉喷系统及其参数设计规范建立。研究成果可为促进除尘滤筒脉喷清灰技...     

水力冲孔喷头结构参数设计及试验研究

 水力冲孔喷头结构和参数的设计直接影响到试验的效果。本文通过水射流理论、喷嘴出口水射流压力的计算、扰动理论以及喷嘴出水孔角度的优化计算对喷头进行初选、再选及终选,使得喷头满足最小破煤压力、最大冲出煤量及顺利排渣的要求,研究出一套水力冲孔喷头结构及参数设计的理论体系。结合北辰煤矿81煤大量水力冲孔对比试验,得出适合本煤层的喷头型号为3?2mm+1?1.5mm,合理布置了喷头各喷嘴位置,最终总结出北辰煤矿81煤水力冲孔喷头选型表,指导水力冲孔过程中喷头的选择,达到最佳冲孔效果,煤层得到卸压、增透并消除了突出危险性,保障煤矿的安全生产。     

磨料浓度对圆钢表面除鳞效果的影响分析

介绍了磨料水射流圆钢表面的除鳞装置,研究了磨料浓度对圆钢表面除鳞效果的影响,实验中选用适当的磨料以不同的浓度分别与高压水射流混合,通过对圆钢表面除鳞效果的比较,证明80目石榴石浓度50%的磨料水射流对圆钢表面的除鳞效果最佳,数值计算结果与实验基本一致。     

高速水射流清除铝厂蒸发器管束结疤

铝厂蒸发器管束结疤的清除是其生产中一个难题。传统清除方法存在一些不足，为此将高压水射流技术应用于清除结疤，结果表明，清洗速度快、质量高，是一种很好的方法。本文介绍高速水射流清除铝厂蒸发器管束结疤的试验情况和试验结果，并对试验结果作出了评价。     

高压水射流清砂机的研究

阐述了高压水射流清砂机的机理及其设备特点 ,分析了水射流的水力学参数对清砂效果的影响 ,提出了一种实用的新型高效水力清砂系统装备