用于噴射式挖溝機的噴嘴結(jié)構(gòu)及噴嘴組合的研究.pdf

1、近年來,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)。水力噴射式開挖海底管溝因其獨特的優(yōu)點而被廣泛關(guān)注,水力噴射式海底挖溝具有結(jié)構(gòu)簡單、挖溝效率高、對土層適應(yīng)性強等優(yōu)點。
　　 本文在對水射流技術(shù)充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,針對噴射式海底挖溝的重要元件——噴嘴及其所產(chǎn)生的射流,進行數(shù)值模擬、室內(nèi)實驗,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、移動速度等參數(shù)對壓力場的影響規(guī)律。以旋轉(zhuǎn)噴嘴和錐形噴嘴及其組合作為研

2、究對象,應(yīng)用FLUENT軟件,對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行數(shù)值模擬。
　　 通過數(shù)值模擬揭示了錐形噴嘴射流和旋轉(zhuǎn)射流不同特點,找到了兩種噴嘴組合時的射流交叉影響特點。模擬發(fā)現(xiàn),錐形射流等速核長,而旋轉(zhuǎn)射流速度擴展角大。兩種噴嘴在某些參數(shù)組合下會出現(xiàn)射流的臨界交叉狀態(tài),例如噴嘴間距4d0,夾角15°時,此時速度衰減較少,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,流場之間就沒有交叉,這時可以把兩流場當作兩個獨立的流場來看待;反之,流場交叉程度越來越大,沖擊面積降低。找到了兩種噴嘴在不同間距和不同夾角時的臨界參數(shù)。每個噴嘴間距都有一個與之相對應(yīng)的夾角使流場處于臨界狀態(tài)。
　　 利用旋轉(zhuǎn)噴嘴與錐形噴嘴所組成的組合噴嘴在實驗條件下進行沖擊實驗,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