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《矿用前混合磨料水射流喷嘴设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第30卷第4期煤矿机械Vo.l30No.42009年4月CoalMineMachineryApr.2009*矿用前混合磨料水射流喷嘴设计1,21,21,2孟筠青,聂百胜,姬宗锋(1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;2.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083)摘要:对前混合磨料水射流喷嘴进行了研究,应用流体力学理论对喷嘴内磨料粒子的加速机理进行了分析,根据理论分析,设计了2种矿用前混合磨料水射流切割设备上使用的喷嘴,对2种不同几何形状、不同几何参数的喷嘴进行了切割试验,切割试验表明设计的喷嘴达到预期效果,根据理论分
2、析和试验结果综合考虑切割质量、加工成本、使用寿命等因素,确定了井下安全切割磨料水射流设备用喷嘴内径为0.8mm,圆柱段长度为6mm,内锥面锥角略小于30。关键词:煤矿安全;磨料水射流;前混合式;喷嘴中图分类号:TD327.2文献标志码:A文章编号: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引言喷嘴的基础上发展起来的。增加圆柱出口段长度能在磨料水射流切割系统中,切割喷嘴是关键部够提高其流量系数,是目前最常用的一种前混合磨件之一,其性能的好坏直接影响到切割能力和切割料水射流喷嘴。能耗。高效率的切割喷嘴应能较好地加速磨料粒子,使喷嘴出口处粒子与水射流的速度差尽可能地小。要使喷嘴具有良好的加速性能,就必须先了解磨料粒子在喷嘴收缩段,圆柱段的加速机理,从而确定喷嘴的设计原则。图1喷嘴的基本结构1前混合磨料水射流磨料粒子加速机理研究1.2
6、收缩段内磨料粒子的加速机理1.1喷嘴的基本结构基本假设:前混合磨料水射流喷嘴的基本结构如图1所(1)磨粒均为球形,且大小均一,直径设为da;示。喷嘴的几何参数主要有收敛角、入口和出口(2)磨粒尺寸小,不存在磨料间的相互碰撞;过渡形状及倒角的曲率半径、出口直径d和圆柱段(3)磨粒加入混合比较均匀,即磨料水射流密长度L。圆锥带圆柱出口段喷嘴,是在圆锥收敛型度均匀;(4)单纯研究磨料受压力传输运动,重力对运*教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-07-0799);北京动影响小,可忽略,因而,喷嘴无论是水平放置,还是市科技新星计划(2006A81);国家十一五科技支撑计划竖直放置,研
7、究方程都一样。(2006BAK03B0303)由牛顿方程知粒子在收缩段里的运动方程为12第30卷第4期矿用前混合磨料水射流喷嘴设计孟筠青,等Vo.l30No.43dva13dvdva1ada=wda(-)+c=-(lnv1+1),带入式(6)得6dt26dtdta3dv1221vwda+cdw(v-va)da(1)x=x(v)=a[ln(1-v)+1-v](7)6dt24式中v
