淹沒式自激振脈沖磨料水射流脈沖特性及切割試驗研究.pdf

1、本文將自激振脈沖磨料水射流技術(shù)應(yīng)用于深海環(huán)境下的沉船切割開孔，為提升我國海洋救助打撈裝備水平具有重要意義。自激振脈沖磨料水射流技術(shù)是在自激振脈沖射流和磨料水射流的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它同時具有脈沖射流的脈沖特性和磨料水射流的破壞性。
　　本文通過管系水錘現(xiàn)象分析了自激振脈沖射流產(chǎn)生脈動的根本原因是由于外界激勵產(chǎn)生周期性的的壓力擾動波;利用流體網(wǎng)絡(luò)理論推導出赫姆霍茲式振蕩腔腔體結(jié)構(gòu)參數(shù)與自激振脈動頻率之間的關(guān)系式;通過FLUENT軟件

2、仿真模擬了深海圍壓對自激振脈沖射流的流場的影響;搭建了自激振脈沖射流動壓測量試驗臺，用于分析自激振脈沖噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)和產(chǎn)生射流的水力參數(shù)對射流動壓的影響;同時搭建了自激振脈沖磨料水射流切割試驗系統(tǒng)，用于分析自激振脈沖磨料水射流的切割能力。
　　通過理論研究、仿真分析和試驗，本文得到以下結(jié)論:
　　(1)赫姆霍茲振蕩腔的固有頻率與腔體結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。當射流在自激振腔體內(nèi)產(chǎn)生的擾動波頻率與腔體固有頻率一致時，會產(chǎn)生大尺度的渦環(huán)結(jié)構(gòu)

3、，從而產(chǎn)生自激振脈沖射流。
　　(2)通過仿真發(fā)現(xiàn)，自激振脈沖磨料水射流中各相的出口速度隨深水圍壓的增大而減小，而且水相的速度比磨料相的速度要大。
　　(3)通過試驗發(fā)現(xiàn)，組合式自激振脈沖噴嘴產(chǎn)生的射流動壓隨時間呈周期性變化，組合式自激振脈沖噴嘴最佳的上下噴嘴直徑比為1-1.33，自激振腔的長徑比為0.66。
　　(4)通過切割試驗對比發(fā)現(xiàn)，磨料粒子對靶體的磨削作用占主要地位，同時磨料粒子對噴嘴的磨損十分嚴重，噴嘴材料