自激振脉冲磨料水射流切割特性及试验研究

发布时间：2017-09-04 15:26

  本文关键词：自激振脉冲磨料水射流切割特性及试验研究

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【摘要】：随着海洋活动的增加,沉船的数量和吨位也随之增大。适用于深海的大吨位沉船起吊孔切割的磨料水射流切割设备是救捞领域的核心装备,有较好的应用前景,相关研究代表了自激振脉冲磨料水射流切割技术发展的新方向,对于提高我国海洋高新技术装备水平具有重要意义。 本论文通过对国内外学者在水射流方面研究成果的总结,采用理论分析、仿真模拟、试验研究相结合的方法研究自激振脉冲磨料水射流。通过对脉冲射流水锤压力的推导计算,从理论方面证明了脉冲射流相比连续射流有更大的冲击压力。利用流体网格理论推导出了自激振脉冲射流的脉冲频率,对自激振脉冲喷嘴的设计有非常重要的指导意义。在分析自激振脉冲磨料水射流产生原理的基础上,利用Fluent流体数值模拟软件得到了能够产生良好自激振脉冲射流的喷嘴全尺寸结构参数。根据这些结果参数设计加工出自激振脉冲喷嘴,再通过试验研究自激振脉冲射流的冲击特性,得出自激振脉冲射流在不同压力不同靶距的条件下的冲击压力特性。针对影响自激振脉冲磨料水射流切割性能的一些参数做一些切割试验,得出了切割深度与靶距之间的关系。通过对自激振喷嘴冲击特性和切割特性试验的总结,提出一些自激振脉冲喷嘴的改进方案。 基于以上研究成果自主设计加工了一套自激振脉冲磨料水射流切割设备。论文研究成果为水下切割提供了一种新的技术工艺和装备,对救助与打捞方面的应用具有重要的理论和现实意义。
【关键词】：磨料水射流 自激振脉冲 冲击特性 切割特性 FLUENT
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U676.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状概述12-18
• 1.2.1 高压水射流技术发展概况12-14
• 1.2.2 脉冲水射流技术研究现状14-15
• 1.2.3 磨料水射流技术研究现状15-17
• 1.2.4 脉冲磨料水射流技术研究现状17-18
• 1.3 研究目标、研究内容及要解决的关键问题18-20
• 1.3.1 研究目标18-19
• 1.3.2 研究内容19
• 1.3.3 关键问题与创新点19-20
• 1.4 研究方法20-21
• 第2章 自激振脉冲磨料水射流的基本理论21-31
• 2.1 研究方法21
• 2.2 脉冲射流产生的原理与计算21-25
• 2.2.1 脉冲射流产生的原理及其分类21-22
• 2.2.2 脉冲射流水锤压力计算22-25
• 2.3 自激振脉冲射流产生原理与及频率特性25-29
• 2.3.1 自激振脉冲射流产生原理25-26
• 2.3.2 自激振脉冲射流频率特性26-29
• 2.4 自激振脉冲磨料射流的系统组成29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 基于FLUENT自激振脉冲喷嘴结构仿真研究31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 湍流模型及控制方程31-33
• 3.3 结构参数配比33-34
• 3.4 模型建立及边界条件设定34-35
• 3.5 自激振脉冲喷嘴内部流场模拟仿真分析35-45
• 3.5.1 腔径对脉冲喷嘴自激振效果的影响35-40
• 3.5.2 下喷嘴直径对脉冲喷嘴自激振效果的影响40-42
• 3.5.3 腔长对脉冲喷嘴自激振效果的影响42-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第4章 自激振脉冲喷嘴冲击特性及切割特性试验研究47-63
• 4.1 引言47
• 4.2 试验系统的设计47-49
• 4.2.1 试验系统的组成47-48
• 4.2.2 自激振脉冲喷嘴的设计加工48-49
• 4.3 冲击特性试验49-56
• 4.3.1 试验内容49
• 4.3.2 测试设备和测压系统49-51
• 4.3.3 试验方法51
• 4.3.4 试验数据分析51-56
• 4.4 切割特性试验56-62
• 4.4.1 引言56-57
• 4.4.2 切割系统组成57
• 4.4.3 靶距对自激振脉冲磨料水射流切割性能的影响57-59
• 4.4.4 自激振脉冲喷嘴的改进59-62
• 4.5 本章小结62-63
• 结论63-65
• 参考文献65-68
• 攻读学位期间公开发表论文68-69
• 致谢69-70

【参考文献】

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本文编号：792335