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自增压脉冲水射流的形成原理及特征
Chinese Journal of Mechanical Engineering ( IF 1.824 ) Pub Date : 2022-05-04 , DOI: 10.1186/s10033-022-00713-4
Zhaolong Ge 1, 2 , Yuanfei Ling 1, 2 , Jiren Tang 1, 2 , Yangkai Zhang 1, 2 , Lei Wang 1, 2 , Qi Yao 1, 2 , Yiyu Lu 3
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高压脉冲水射流技术在岩石破碎领域具有相当大的发展潜力。针对现有脉冲射流的不足,提出了一种基于脉冲水射流理论和液压增压原理的自增压脉冲水射流(SSPWJ)生成方法。该方法通过阀芯改变流体介质的流动方向,使活塞在气缸内往复运动,依靠活塞冲程阶段前后腔的有效面积差,实现“射流的“脉冲”和“增压”,从而形成 SSPWJ。根据SSPWJ的形成原理,搭建了SSPWJ测试平台,对射流压力采集进行了测试,形态捕获和花岗岩侵蚀。射流压力和射流形态均呈现周期性变化,在较低的入口压力下获得较高的脉冲压力。根据实验结果计算的压力比相对于理论设计值的误差<3%,证实了该方法的可行性。脉冲压力和脉冲频率可控;即随着活塞冲程阶段入口流量的增加,脉冲压力和脉冲频率增加,脉冲持续时间减少。随着活塞向后冲程阶段入口流量的增加,脉冲频率增加,而脉冲压力和脉冲持续时间保持不变。在水锤压力、高速侧流的共同作用下,和SSPWJ的高频动载荷,当花岗岩表面被侵蚀时,观察到局部片状剥落。本研究成果为丰富脉冲射流发生理论、扩大其应用范围奠定了基础。





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更新日期:2022-05-05
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