用于噴射式挖溝機(jī)的噴嘴結(jié)構(gòu)及噴嘴組合的研究.pdf

1、近年來(lái),由于海洋石油事業(yè)的蓬勃發(fā)展,大量的海底管道需要敷設(shè)。水力噴射式開(kāi)挖海底管溝因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛關(guān)注,水力噴射式海底挖溝具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、挖溝效率高、對(duì)土層適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文在對(duì)水射流技術(shù)充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,針對(duì)噴射式海底挖溝的重要元件——噴嘴及其所產(chǎn)生的射流,進(jìn)行數(shù)值模擬、室內(nèi)實(shí)驗(yàn),分析并總結(jié)噴嘴形式和噴嘴組合中噴距、壓力、兩噴嘴間距、兩噴嘴夾角、移動(dòng)速度等參數(shù)對(duì)壓力場(chǎng)的影響規(guī)律。以旋轉(zhuǎn)噴嘴和錐形噴嘴及其組合作為研

2、究對(duì)象,應(yīng)用FLUENT軟件,對(duì)噴嘴間距離為出口直徑的2、3、4、5、6、8倍,角度為7、10、15、20、30度的雙噴嘴組合分別進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　 通過(guò)數(shù)值模擬揭示了錐形噴嘴射流和旋轉(zhuǎn)射流不同特點(diǎn),找到了兩種噴嘴組合時(shí)的射流交叉影響特點(diǎn)。模擬發(fā)現(xiàn),錐形射流等速核長(zhǎng),而旋轉(zhuǎn)射流速度擴(kuò)展角大。兩種噴嘴在某些參數(shù)組合下會(huì)出現(xiàn)射流的臨界交叉狀態(tài),例如噴嘴間距4d0,夾角15°時(shí),此時(shí)速度衰減較少,沖擊面積略微增加,是比較理想的組合參

3、數(shù)。如果增大噴嘴間距或是減小夾角,流場(chǎng)之間就沒(méi)有交叉,這時(shí)可以把兩流場(chǎng)當(dāng)作兩個(gè)獨(dú)立的流場(chǎng)來(lái)看待;反之,流場(chǎng)交叉程度越來(lái)越大,沖擊面積降低。找到了兩種噴嘴在不同間距和不同夾角時(shí)的臨界參數(shù)。每個(gè)噴嘴間距都有一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的夾角使流場(chǎng)處于臨界狀態(tài)。
　　 利用旋轉(zhuǎn)噴嘴與錐形噴嘴所組成的組合噴嘴在實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,組合射流在破巖深度和破巖體積方面都比單股射流要大,同樣的噴距下,組合射流的破巖寬度比單股射流的破巖深度提高1