磨料浆体电磁增压装置流道的设计及其参数分析

发布时间：2017-05-09 19:07

  本文关键词：磨料浆体电磁增压装置流道的设计及其参数分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水射流是由纯水或水和磨料混合物经高压泵等增压装置增压加速后形成的高速水流束,水射流是能量转变与应用的最简单的一种形式。由于水射流的压力和流量可调节幅度较大,近二三十年发展迅速,因此在工、矿业得到广泛应用,甚至是一些特殊的领域。前混合磨料射流是高压水跟磨料罐内石榴石充分混合后,流经高压胶管,由喷嘴喷出后,加速形成的磨料射流。此种磨料加入方法变换了粒子与水介质的搀和机理,明显改良了混合效用,提高了水射流装置的能量转化效率。然而受磨料罐体积限制,前混合磨料射流连续工作时间有限,需停止工作换罐装沙,无法连续工作,影响其应用。现阶段探讨流场的途径通常有理论分析、实验观测和数值模拟等方法,经优选,本文拟以数值模拟为基本方法。本文利用Fluent软件对磨料浆体电磁增压装置流道中的磁流体流场进行了模拟仿真,同时制作试验模型进行试验分析,所做主要工作如下：第一,介绍了高压水射流技术的发展过程,工作原理,主要零部件及现有技术局限,还概述了磁流体推进技术的优势及可行性,综合两者,引出本课题。第二,简要论述流体力学基础和控制方程,对之后仿真分析做了铺垫。概述磨料浆体理论知识并进行电磁力学简易推导过程。第三,阐明磨料浆体电磁增压装置流道设计要求,对流道进行参数化设计。并根据完成的流道,设计整体磨料浆体电磁增压装置系统。第四,利用Fluent软件对上述磨料浆体电磁增压装置的结构形状不同的流道进行数值模拟,结合计算流体力学基础,得出矩形管道的增压效果最佳。制作磨料浆体电磁增压装置,设计正交实验。本文对磨料浆体电磁增压装置的流道进行参数化设计,并利用Fluent进行数值模拟仿真,较为全面比较三组流道性能,通过制作的增压装置验证模型,验证该技术可行性,为该课题进一步研究提供参考。
【关键词】：前混合磨料水射流 磨料浆体 流道 数值模拟
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG664
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 引言12-14
• 1 绪论14-24
• 1.1 高压水射流技术概述14-19
• 1.1.1 高压水射流技术增压元件17-19
• 1.2 磁流体推进技术概述19-21
• 1.3 课题研究背景、来源、主要研究内容及意义21-22
• 1.3.1 课题背景21
• 1.3.2 课题来源21-22
• 1.3.3 课题主要研究内容22
• 1.3.4 课题研究意义22
• 1.4 本章小结22-24
• 2 流体力学及磨料浆体电磁增压技术理论基础24-40
• 2.1 流体力学基础24-33
• 2.1.1 一些基本概念24-25
• 2.1.2 流体流动的分类25-26
• 2.1.3 流体流动的控制方程26-33
• 2.2 研究流体运动的方法33-36
• 2.3 磨料浆体电磁增压技术理论36-39
• 2.3.1 磨料浆体射流概述36
• 2.3.2 电磁流体力学理论基础36-39
• 2.4 本章小结39-40
• 3 磨料浆体电磁增压装置流道的设计40-48
• 3.1 概述40
• 3.2 流道参数化设计40-45
• 3.2.1 流道设计要求42-43
• 3.2.2 流道参数化设计优选思路43-45
• 3.3 浆体电磁增压系统设计45-46
• 3.4 本章小结46-48
• 4 基于Fluent的磨料浆体流道流场的数值模拟48-62
• 4.1 多相流简介48-50
• 4.1.1 多相流理论及数值模拟48-49
• 4.1.2 欧拉多相流模型49-50
• 4.2 Fluent软件简介50-52
• 4.3 三种流道内部流场建模52-54
• 4.3.1 流道结构形状与参数的确定52-53
• 4.3.2 创建几何模型53
• 4.3.3 划分网格53
• 4.3.4 边界和区域类型的指定53-54
• 4.4 Fluent模拟计算过程54-61
• 4.4.1 导入mesh文件54-55
• 4.4.2 模型的设定55-59
• 4.4.3 三种流道数值模拟结果分析59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 5 磨料浆体电磁增压试验分析62-76
• 5.1 实验原材料62-69
• 5.1.1 电参数测量关键部件的选择62-65
• 5.1.2 调控装置的关键部件的选择65-69
• 5.2 实验装置的组成69-70
• 5.3 实验设计及结果分析70-73
• 5.4 本章小结73-76
• 结论76-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-84
• 作者简介及读研期间主要科研成果84

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本文编号：353097