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《礦用前混合磨料水射流噴嘴設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、第30卷第4期煤礦機械Vo.l30No.42009年4月CoalMineMachineryApr.2009*礦用前混合磨料水射流噴嘴設計1,21,21,2孟筠青,聶百勝,姬宗鋒(1.中國礦業(yè)大學(北京)資源與安全工程學院,北京100083;2.中國礦業(yè)大學(北京)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室,北京100083)摘要:對前混合磨料水射流噴嘴進行了研究,應用流體力學理論對噴嘴內(nèi)磨料粒子的加速機理進行了分析,根據(jù)理論分析,設計了2種礦用前混合磨料水射流切割設備上使用的噴嘴,對2種不同幾何形狀、不同幾何參數(shù)的噴嘴進行了切割試驗,切割試驗表明設計的噴嘴達到預期效果,根據(jù)理論分
2、析和試驗結果綜合考慮切割質(zhì)量、加工成本、使用壽命等因素,確定了井下安全切割磨料水射流設備用噴嘴內(nèi)徑為0.8mm,圓柱段長度為6mm,內(nèi)錐面錐角略小于30。關鍵詞:煤礦安全;磨料水射流;前混合式;噴嘴中圖分類號:TD327.2文獻標志碼:A文章編號:1003-0794(2009)04-0012-03DesignResearchonPre-mixedAbrasiveWaterJetNozzleUsedinMine1,21,21,2MENGJun-qing,NIEBai-sheng,JIZong-feng(1.ResourceandSafetyEngineeringCollege,Chi
3、naUniversityofMining&Technology(Beijing),Beijing100083,China;2.StateKeyLabofCoalResourcesandSafeMining,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China)Abstract:Pre-nixedwaterjetnozzleisresearched,theacceleratemechanismofabrasiveparticleisan-alyzedbasedonthetheoryofhydrodynamics.Twodiffer
4、entnozzlesaredesigneddependontheresultoftheoryanalyses.Thedesignednozzlescanmeettheneedofcuttingthroughexperimen.tBasedonthethe-oryanalyzeandresultofexperimen.tConsideringallthefactors:cuttingquality,costofmachining,life-spanandsoon,thenozzlewithdiameteris0.8mm,lengthofcolumnis6mm,coneanglelessth
5、an30waschosen.Keywords:miningsafety;abrasivewaterje;tpre-mixed;nozzle0引言噴嘴的基礎上發(fā)展起來的。增加圓柱出口段長度能在磨料水射流切割系統(tǒng)中,切割噴嘴是關鍵部夠提高其流量系數(shù),是目前最常用的一種前混合磨件之一,其性能的好壞直接影響到切割能力和切割料水射流噴嘴。能耗。高效率的切割噴嘴應能較好地加速磨料粒子,使噴嘴出口處粒子與水射流的速度差盡可能地小。要使噴嘴具有良好的加速性能,就必須先了解磨料粒子在噴嘴收縮段,圓柱段的加速機理,從而確定噴嘴的設計原則。圖1噴嘴的基本結構1前混合磨料水射流磨料粒子加速機理研究1.2
6、收縮段內(nèi)磨料粒子的加速機理1.1噴嘴的基本結構基本假設:前混合磨料水射流噴嘴的基本結構如圖1所(1)磨粒均為球形,且大小均一,直徑設為da;示。噴嘴的幾何參數(shù)主要有收斂角、入口和出口(2)磨粒尺寸小,不存在磨料間的相互碰撞;過渡形狀及倒角的曲率半徑、出口直徑d和圓柱段(3)磨粒加入混合比較均勻,即磨料水射流密長度L。圓錐帶圓柱出口段噴嘴,是在圓錐收斂型度均勻;(4)單純研究磨料受壓力傳輸運動,重力對運*教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃(NCET-07-0799);北京動影響小,可忽略,因而,噴嘴無論是水平放置,還是市科技新星計劃(2006A81);國家十一五科技支撐計劃豎直放置,研
7、究方程都一樣。(2006BAK03B0303)由牛頓方程知粒子在收縮段里的運動方程為12第30卷第4期礦用前混合磨料水射流噴嘴設計孟筠青,等Vo.l30No.43dva13dvdva1ada=wda(-)+c=-(lnv1+1),帶入式(6)得6dt26dtdta3dv1221vwda+cdw(v-va)da(1)x=x(v)=a[ln(1-v)+1-v](7)6dt24式中v
