水射流

摘要： 针对层叠碳布射流穿刺机理进行了研究,提出一种基于有限元分析的射流穿刺碳纤维预制体的性能分析方法。该方法对水射流冲击碳布的物理过程进行分析,基于流体力学中的有限元分析软件Fluent与碳纤维布成型软件TexGen,分别对水射流场和碳布进行有限元建模。将水射流刺入层叠碳布层间,评估碳纤维布的性能,增强碳纤维预制体层间强度。为了验证所提仿真理论的正确性,使用CFD流固耦合分析技术对射流穿刺碳布进行测试。基于Ansys网格划分后的实验结果表明,在水射流冲击碳布的过程中,射流速度在碳布中逐层递减,射流打击力逐层减小。同时碳布变形也不断减弱,仿真与理论分析的结果一致。

摘要： 海上作战时,近场水下爆炸形成的水射流能造成水面舰船结构的严重局部毁伤。为了研究近场爆炸时舰船底部水射流的形成机理及规律,开展了TNT当量2.5 g的炸药在固支方板底部不同爆距下起爆的水下爆炸实验。结果表明,气泡坍塌形成水射流的过程随着爆距的增加由吸附式向非吸附式转化。接着,基于ABAQUS软件采用CEL方法开展了系列数值模拟,结果表明:爆距在0.821~0.867倍最大气泡半径时,存在吸附式射流向非吸附式射流转化的临界点;固支方板加快了气泡坍塌的进程,炸药与钢板间的距离越小则射流形成的时间越早;射流形成过程中最大速度和射流击中钢板时速度均随着爆距的增大先增大后减小,并在临界点附近达到最大值,射流速度最大可达621 m/s,射流击中钢板时速度最大可达269 m/s。最后,给出了射流开始形成时间、射流最大速度、射流最大速度出现时间、射流击中钢板速度和射流击中钢板时间与距离参数的函数关系式。

摘要： 由于水射流清洗技术具有廉价高效、操作简单的特点而被业界广泛使用。为了研究水射流对土方机械粘附土壤的清洗行为,分析了基于清洁前沿的清洗速率与动量流量之间的线性关系,推导了射流垂直、射流移动和射流倾斜三种方式的清洗模型,研究了射流压力、射流移动速度和射流倾角对膨胀土清洗行为的影响。在此基础上,引入了膨胀土的固有阻尼常数,并修正了清洗速率公式。膨胀土的三种射流冲洗方式的实验结果与理论计算结果相一致,验证了模型的正确性。

摘要： 为了探究水下通气空泡包裹水射流的气液两相流流动特性及相关影响因素,在矩形透明水箱中,进行了气体射流包裹液体射流的两相流实验,利用高速相机记录了两相流以及通气空泡形态与运动状态。重点分析了通气空泡的运动及演化过程,定量分析了通气空泡形态的变化规律。研究结果表明,通气空泡的包裹可以显著增加水射流在水下的流程,但空泡的形态与运动变化规律具有明显的周期性;通气流量越大,最大空泡长度与空泡体积越大;水射流流量越小,空泡长度随通气流量的增长速率越大。本文提出的方法能显著提高水射流在水下的工作效率。

摘要： 喷嘴作为高压水射流的关键部件,其结构和工作参数对高压水喷射反推性能具有重要影响。以圆柱、圆锥和余弦三种不同结构喷嘴为研究对象,基于CFD对定容积下不同结构喷嘴的高压水非定常喷射过程进行数值模拟,对比分析了不同结构喷嘴的射流反推特性,系统研究了充气压力、出口直径对喷嘴非定常喷射速度和反推力的影响规律。结果表明:相比圆柱喷嘴,圆锥喷嘴和余弦喷嘴的射流反推性能更好,同等条件下余弦喷嘴的喷射反推力要比圆锥喷嘴高17%左右;提高充气压力将会缩短喷射时间,显著增大高压水喷射的速度和反推力;喷嘴出口直径的改变对喷嘴最大射流速度的影响不大,但会显著缩短喷射时间,并有助于提高喷嘴的喷射反推力。上述研究为高压水喷射反推的技术应用提供借鉴。

摘要： 边界面附近水下爆炸爆轰产物形成的气泡呈非球状脉动,尤其是坍塌阶段气泡表面各处径向收缩速度不均匀的现象更为显著,气泡偏离球形严重,甚至形成水射流。基于LS-DYNA的S-ALE方法,分别建立自由面及刚性壁面附近水下爆炸流场的有限元模型,结合典型时刻气泡外部流场压力云图演化,分析不计浮力条件下边界附近气泡动态特性及相关物理现象背后的力学机理,结果表明:在自由面附近,气泡体积达到最大时顶部曲率最高,坍塌阶段气泡顶部附近流场中形成局部高压区,局部高压区导致气泡顶部收缩加快,并形成背离自由面方向的水射流;水平刚性壁面附近气泡下端与壁面间的连通低压区和收缩阶段气泡顶部附近流场中形成的局部高压区是导致气泡中心趋近壁面的原因,该局部高压区致使坍塌中后期气泡顶部产生朝向壁面方向的水射流;自由面边界对高压气泡具有吸引作用,对低压气泡具有排斥作用。刚性壁面边界的作用与之相反。

摘要： 喷嘴是切焦器的核心元件,对水射流切焦有着至关重要的作用,利用Fluent软件,采用Realizable k-ε模型和VOF模型,通过数值模拟对比了锥直型喷嘴、三次函数型喷嘴、圆弧型喷嘴等3种不同结构喷嘴射流流场分布,发现圆弧型喷嘴相较于锥直型喷嘴和三次函数型喷嘴具有较高的射流出口速度、较好的集束性。圆弧型喷嘴的收缩比在10~16、长径比在2.5~3.5,具有较好的射流性能。靶矩大于150倍喷嘴直径时,射流速度衰减速度迅速增加不利于切焦,无因次壁面压力随着喷射角度的增加而先增加后降低,喷射角度为10°时无因次壁面最大。

摘要： 针对现有混凝土防撞护栏表面破除技术易造成结构损坏、使用传统设备适应性差、作业效率低等问题,研发了一种基于高压水射流的混凝土表面处理设备,并在实际工程中进行测试应用。现场试验结果表明,该设备可灵活调整距离和角度,能够较好地适应防撞护栏表面形状,100 MPa以上的水射流压力大面积冲刷护栏表面,快速破除混凝土,效率约为人工风镐凿除的7倍;同时保证破碎精准度和改善混凝土修复加固工程质量,施工安全系数显著提高。该设备关键零部件磨损小,有利于减少设备耗能,与传统破除机械相比使用寿命翻倍,具有较好的工程应用前景和推广价值。

摘要： 通过对高压水射流破除混凝土机理的研究,从混凝土力学特性和水射流结构特性入手,总结了射流与混凝土的相互作用、射流打击力、应力波、准静态、气蚀及裂纹扩展等破除混凝土机理的研究成果。针对当前水射流的适用性及局限性,提出进一步完善水射流破除混凝土机理的研究方向。

摘要： 为了实现消防车水射流更加精准的喷淋作业、达成更好的救援效果,该文提出了一种基于GA算法的消防车水射流控制方案。在适应度函数和相关条件的约束下,GA算法通过选择操作、交叉操作和变异操作,可以在迭代过程中找到更理想的水射流喷射位置,进而实现更有效的控制。试验结果表明,在GA算法控制下消防车水射流的喷淋位置基本与预期理想位置吻合,可以实现自动化的水射流喷淋控制。

摘要： 利用三相空化磨料水射流专利技术研制出了海上救助打捞及水下工程专用的分体式空化磨料水射流冷切割装置.对装置的组成、工作原理、工作参数及实际应用进行了叙述.结果表明,分体式空化磨料水射流冷切割装置具有机动灵活、高效低耗、应用范围广等特点,是一种新型冷切割设备,在海事救援、救助打捞、爆炸物销毁、油气管道维修拆除等领域具有良好的应用前景.

摘要： 利用气压输送原理结合外加磁场辅助作用,设计了用于微细磨料水射流抛光加工用的供料装置,以实现微细磁性磨料供给的稳定性和可控性.磁场辅助微细磨料水射流脉冲式供料装置主要由料仓、气源、调压阀、截止阀、脉冲发射器、电磁控制器、供气管和供料管组成.其中该装置的调压阀与气源连接,控制输送气体的工作压力,工作气体通过管道由下而上进入料仓,将磨料在料仓内呈雾状并通过料仓出口流出,经由管路,流动到节流阀,通过脉冲发射装置控制节流阀动作频率和开合度,以便控制管道内的磨料流量,实现间歇性供料.输送的磨料经由管道流进喷嘴,受到喷嘴附近的磁场作用,磨料的速度和运动方向进一步调整,获得最佳的入射速度和方向,使之与水射流束充分混合,进入射流束内,从而提高射流与磨料的混合质量.

摘要： 针对掘进机截割头在破岩过程中存在受力大、掘进效率低、磨损快、粉尘大等问题,,在研究旋转密封可靠性、喷嘴-截齿位置布置的基础上,设计并加工了中心式、前置式、后置式三种样式的水射流截割头并建立了水射流辅助截割头试验台,进行了不同水压下的水射流辅助截割头破岩性能的试验,并与无水射流辅助截割头破岩试验进行对比分析.研究结果表明:对比普通截割头,在所研究的三种样式的截割头中,中心式截割头在降低截割阻力、推进阻力和粉尘浓度方面均有较好的性能,在40MPa水压时,截割阻力降低40.37％,推进阻力降低19.55％,粉尘浓度降低71.44％;前置式截割头性能次之,在40MPa水压时,截割阻力降低32.68％,推进阻力降低19.29％,粉尘浓度降低55.66;后置式截割头在辅助破岩性能较差,在40MPa水压时,截割阻力降低16.06％,推进阻力降低11.68％,粉尘浓度降低70.21％.

摘要： 水射流钻径向井技术是难动用储层改造的新方法之一,可以穿透近井污染带,改善油气流入井筒特性,新增和拓展泄油区域,实现增产、增注和提高采收率.通过增产机理分析,列举了本技术的适用范围.综述了国外技术现状和国内自主研究的特点,介绍了自主技术的工具配置和关键工艺,总结了现场应用取得的突破,探讨了技术发展趋势.

摘要： 本文在水射流辅助激光加工试验平台上对晶体硅的刻蚀加工进行了试验研究,以激光脉宽、频率、输入电流和水射流速度为分析因子,以構体深度、構体截面锥度和構体入口轮廓平整度为标准,采用正交实验法分析各项因子对相关标准的影响程度,对正交实验总结出的单项标准最佳工艺参数进行试验验证,最终分析得到一套最佳工艺方案,使复合刻蚀加工质量和复合刻蚀加工效率都得到了保证.

摘要： 简要分析了水射流应用中所研究的一些关键参数,介绍了压力、流量的选择,喷嘴形状、尺寸的选择,及射流冲击角等的设计和选择原则;胜利油田修采一号平台利用水射流原理设计了一套冲洗洗井液舱的装置,应用效果良好.

摘要： 水切割射流的动力学特性的诸多方面尚未得到认识和理解。本文对毛细喷孔产生的超高压水射流展开可视化研究,分析了常规压力及超高压条件下毛细水射流的液体破碎机制并对超高压毛细射流的脉动现象进行了讨论。常规条件下的毛细射流遵从经典的破碎模式;在超高压条件下,射流完整段呈瑞利模式,完整段以下呈雾化破碎模式,射流集束性呈现不严格的周期性变化。结果表明传统理论不能够表达小孔径时超高速毛细水射流的破碎特性;喷孔内部流动情况成为该条件下射流破碎和脉动的重要原因。

摘要： 消防车喷射灭火剂,分为集束式喷射、覆盖式喷射和气溶胶态喷射三种模式.超微粉态的化学灭火剂在高速气体射流驱动下以气溶胶态射流射入火区,可阻断燃烧反应链,实现快速灭火.但气溶胶灭火剂射流喷射距离近,易扩散,抗复燃能力差.为克服这一缺点而研制的新概念消防车,将超细干粉灭火剂与水射流或超细水雾射流混合,以三维形态射入火区,具有极快的灭火速度,并可阻止火焰复燃,大幅度提高灭火效率,取得减少消防兵力投入和降低灭火剂消耗的良好效益,据此已研制出系列化的消防装备.

摘要： 本文从分析燃烧"四要素"入手,阐述微粉态化学灭火剂在消防车上的应用方法.消防车是灭火剂的喷射平台,喷射不同性质的灭火剂可以获得不同的灭火效率.消防车喷射一种可快速捕捉燃烧中产生的自由基的化学介质,迫使燃烧反应链中断,可实现快速扑灭大火.不仅使灭火剂的喷射总量大幅度减少,扑灭大火的持续时间缩短,也使灭火战斗向着更安全、更高效、更环保的方向发展.

摘要： 本文从分析燃烧"四要素"入手,阐述微粉态化学灭火剂在消防车上的应用方法.消防车是灭火剂的喷射平台,喷射不同性质的灭火剂可以获得不同的灭火效率.消防车喷射一种可快速捕捉燃烧中产生的自由基的化学介质,迫使燃烧反应链中断,可实现快速扑灭大火.不仅使灭火剂的喷射总量大幅度减少,扑灭大火的持续时间缩短,也使灭火战斗向着更安全、更高效、更环保的方向发展.

摘要： 本发明所述工具包括一个具有主表面的端件(41‑46)；主表面一端的一侧设有至少一个斜面(45)，另一端的一侧设有具有高度差的端板(52)；端板(52)设于第一标高，而挡块(53)设于第二标高，且第二标高小于第一标高；薄片(47)抵靠挡块(53)上，并由端板(52)和保持件(48)夹紧。

摘要： 本发明属于高速水射流技术领域，具体涉及一种用于水射流破冰实验的球帽型高速水射流枪枪头。本发明生成的球帽状高速水射流冲击在冰板时瞬间形成的冲击波，该冲击波会使冰结构表面迅速产生裂痕，水射流形成的滞后流对于冰板产生二次冲击对于冰的结构进行二次破坏。本发明具有防混流的优点，生成的水射流不易与空气混合，射流的冲击性更好，且冲击到冰板等结构物上的压力便于测量，也更容易复现，从而对水射流冲击等机理研究实验提供稳定实验状态，在试验中更容易定量的分析出射流的性质和机理。本发明结构简单，产生的射流对环境无污染，且成本低廉，便于设计与生产。

摘要： 本发明公开了一种溶气式水射流装置及溶气式水射流发生方法，溶气式水射流装置包括溶气装置和水射流装置；溶气装置包含水箱、二氧化碳钢瓶、减压阀、气体流量计、气体增压泵、压力传感器、气泡细化器和加热带；水射流装置包括柱塞泵、电机、变频器、压力管道、移动平台和喷嘴。溶气装置作用是把定量二氧化碳气体溶解于水箱的清水中，射流装置作用是把携溶解有二氧化碳气体的水流在从喷嘴喷出，从喷嘴喷出后气体从高速水流中析出，增强水射流的冲击力。通过本发明方法可以显著提高水射流的冲击冲蚀能力，提高水射流的冲击效率。

摘要： 本发明属于高速水射流技术领域，具体涉及一种用于水射流破冰实验的球帽型高速水射流枪枪头。本发明生成的球帽状高速水射流冲击在冰板时瞬间形成的冲击波，该冲击波会使冰结构表面迅速产生裂痕，水射流形成的滞后流对于冰板产生二次冲击对于冰的结构进行二次破坏。本发明具有防混流的优点，生成的水射流不易与空气混合，射流的冲击性更好，且冲击到冰板等结构物上的压力便于测量，也更容易复现，从而对水射流冲击等机理研究实验提供稳定实验状态，在试验中更容易定量的分析出射流的性质和机理。本发明结构简单，产生的射流对环境无污染，且成本低廉，便于设计与生产。

摘要： 本发明属于船舶与海洋工程实验领域，具体涉及一种用于高速水射流破冰实验的高速水射流枪。本发明采用气推式水射流产生方式，可以产生间断式的高速水射流满足实验要求，并且相对于传统高速水射流装置，气推式方法压缩气体而非液体，加压所需的能量较低，安全性也有所提高。枪头前段的储水缸部分结构采用锥型结构设计，可以使水射流的能量损失较小并对水射流进行加速，相对于传统结构可以达到更高的水射流速度。本发明有效的实现了高速水射流的释放，操作安全方便，构造简单可靠，可应用于高速水射流破冰的流固耦合实验研究。

摘要： 本发明公开了一种溶气式水射流装置及溶气式水射流发生方法，溶气式水射流装置包括溶气装置和水射流装置；溶气装置包含水箱、二氧化碳钢瓶、减压阀、气体流量计、气体增压泵、压力传感器、气泡细化器和加热带；水射流装置包括柱塞泵、电机、变频器、压力管道、移动平台和喷嘴。溶气装置作用是把定量二氧化碳气体溶解于水箱的清水中，射流装置作用是把携溶解有二氧化碳气体的水流在从喷嘴喷出，从喷嘴喷出后气体从高速水流中析出，增强水射流的冲击力。通过本发明方法可以显著提高水射流的冲击冲蚀能力，提高水射流的冲击效率。

摘要： 本发明公开了清洗设备技术领域的一种纺织设备用高速水射流清洗装置中的高速水射流装置，包括驱动皮带轮、皮带、第一从动皮带轮、第一传动轴、第二从动皮带轮、第二传动轴、第三从动皮带轮、第三传动轴、高速水射流装置本体、传动轮、第四传动轴、高速水射流装置进水管道、第四从动皮带轮以及驱动电机。本发明设有高速水射流装置可对纺织设备进行旋转冲洗，避免纺织设备中的冲洗死角，保证清洗效果，多个高速水射流装置本体同时对纺织设备进行冲洗，进一步提高清洗效率，清洗辊对冲洗部分进行擦洗，提高洁净效果和清洗效率，夹持调节轮使纺织设备来回往复移动，使高速水射流装置对纺织设备进行均匀冲洗，避免清洗死角。

摘要： 本发明提供的一种水射流切割喷头、水射流切割设备及方法，涉及水切割技术领域，包括喷头机构和固定机构；喷头机构包括座体、转轴、喷头和持握部；座体上设置有转轴孔，转轴转动插接在转轴孔内，转轴的一端连接喷头，转轴的另一端连接持握部；固定机构与座体连接。在上述技术方案中，采用了一种利用高压水来切割螺栓的方式，喷头通过固定机构固定在法兰上，并将喷头与法兰上的螺栓对准，接通高压水后，通过持握部和转轴对喷头进行转动，这样就能够将螺栓沿着一个方向进行切割开来了，这种切割方式的效率很高，不必如现有技术中那样采用锯一点一点的切割，耗时耗力，效率很低。

摘要： 本实用新型提供了一种用于磨料水射流设备的对刀装置及水射流切割机床，属于加工制造技术领域，该装置包括可拆卸地安装在水射流切割设备的喷射口上的固定件，所述固定件内设有光源，所述固定件沿着喷射口喷射的方向依次连接凹凸镜、凸透镜，凹透镜、凸透镜同轴放置，光源发射的光能够垂直穿过凹透镜和凸透镜，所述凹透镜能够沿着喷射的方向移动。通过该装置可以便于操作人员确定加工的起点以及确定射流和工件接触面的大小和形状。

摘要： 本实用新型公开了一种水射流磨料输送系统，其包括：磨料供应器、磨料补给器、负压发生器、控制器。当所述水射流磨料输送系统处于磨料输送状态时，所述负压发生器为工作状态，所述单向阀门关闭，所述磨料供应器中的磨料在负压的作用下从所述磨料供应器中输出，并在所述导流结构的作用下进入所述磨料补给器中。当所述水射流磨料输送系统处于磨料供应状态时，所述负压发生器停止工作，所述单向阀门开启，所述磨料补给器内的磨料通过所述单向阀门进入所述磨料接收器中。本实用新型安全可靠，有效避免了传统模式下的飞砂、粉尘飞扬、压力容器超压、故障、爆裂等和运行中停机、释放压缩空气、加砂的缺陷。