基于FLUENT的前混合磨料射流噴嘴流場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、前混合磨料水射流技術(shù)形成于上世紀(jì)80年代，由于與純水射流和后混合磨料水射流技術(shù)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際工程中得到廣泛的應(yīng)用。在前混合磨料水射流技術(shù)中，水和磨料形成的射流屬于液固兩相流的研究范圍，目前研究其流場(chǎng)的方法通常有理論分析、實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和數(shù)值模擬三種，其中數(shù)值模擬最為方便。本文就運(yùn)用數(shù)值模擬方法對(duì)前混合磨料水射流技術(shù)中噴嘴內(nèi)外的液固兩相流場(chǎng)進(jìn)行了分析，其主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，介紹了高壓水射流技術(shù)的發(fā)展過(guò)程、前混合磨料水

2、射流技術(shù)的工作原理與國(guó)內(nèi)外關(guān)于純水射流和磨料水射流的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀，提出了本課題具體的研究?jī)?nèi)容及意義。
　　然后，概述了前混合磨料水射流數(shù)值模擬中需要用到的基本知識(shí)，主要包括流體力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，為進(jìn)一步做數(shù)值模擬奠定了理論基礎(chǔ)。
　　最后，基于流體力學(xué)與計(jì)算流體力學(xué)的理論基礎(chǔ)，利用常用的計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件Fluent對(duì)前混合磨料水射流噴嘴內(nèi)外的液固兩相流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)不同的噴嘴結(jié)構(gòu)、圓柱段長(zhǎng)度、

3、磨料濃度和磨料粒徑四個(gè)方面進(jìn)行分析，得到圓錐短直線型噴嘴、圓錐長(zhǎng)直線型噴嘴的圓柱段長(zhǎng)度為50mm、磨料濃度為30％時(shí)對(duì)前混合磨料水射流切割最有利，磨料粒徑無(wú)明顯影響。
　　本文針對(duì)非淹沒(méi)條件下的前混合磨料水射流進(jìn)行數(shù)值模擬，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在此方面研究的不足;綜合考慮磨料和水的速度分布規(guī)律、噴嘴內(nèi)外的壓力分布規(guī)律及射流聚集性三個(gè)方面，更全面、更準(zhǔn)確的比較數(shù)值模擬的結(jié)果。本課題研究豐富了射流的理論知識(shí)，對(duì)實(shí)際工程中的應(yīng)用也有一定的指導(dǎo)作用