結(jié)合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流噴嘴的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).pdf

1、我國的船體清洗市場發(fā)展前景十分廣闊。作為一種新興的船舶清洗方式，高壓水射流船舶清洗技術(shù)以清洗質(zhì)量好、清洗速度快、無環(huán)境污染、適用范圍廣等特點(diǎn)受到了越來越多船舶清洗企業(yè)的青睞；另外，為了減少船舶的停航損失、解決船塢不足的問題，高壓水射流的水下清洗方式應(yīng)運(yùn)而生，該方式可以對錨泊以及停靠碼頭的船舶直接進(jìn)行清洗。但目前我國的高壓水射流在清洗水下設(shè)施的研究中存在著清洗設(shè)備成本高、有效清洗靶距范圍窄的問題。
　　針對以上水下船體清刷過程中留存

2、的問題，本文提出一種結(jié)合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流清洗技術(shù)。該技術(shù)可以降低射流阻力，有利于提高噴嘴在淹沒環(huán)境下的有效靶距范圍。
　　為此，本文做了以下研究：
　　首先，本文對高壓水射流的射流特性、高壓水射流清洗機(jī)理以及空化現(xiàn)象作了簡要的闡述，這為文章在后續(xù)內(nèi)容中提出并研究一種新型的清洗技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，本文提出了一種結(jié)合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流清洗技術(shù)，對該技術(shù)的工作原理進(jìn)行了簡要概括。提出了一種結(jié)合水下注

3、氣系統(tǒng)的高壓水射流噴嘴，并確定了有關(guān)于該噴嘴的關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　然后，本文采用Gridgen軟件創(chuàng)建了該噴嘴及其計(jì)算域的網(wǎng)格，并應(yīng)用CFX中的Mixture模型和SSTk-ω模型計(jì)算分析了在水深為10m的水下清洗過程中，噴嘴外環(huán)流的氣液兩相比對射流流場的影響。詳細(xì)論述了不同氣液兩相比下射流速度和壓力的分布特點(diǎn)。總的分析結(jié)果表明，增大噴嘴外環(huán)流中的氣液比，可以有效地增大噴嘴的有效靶距范圍，為水下清洗實(shí)際作業(yè)提供了理論依據(jù)。

4、>　　此外，本文設(shè)計(jì)了一套結(jié)合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流水下模擬實(shí)驗(yàn)裝置，使其能夠模擬水下10m甚至更深的水深環(huán)境下的水下清洗過程。另外，本文對不同氣液兩相比下結(jié)合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流清洗過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中采用了標(biāo)準(zhǔn)沖蝕試件法。
　　最后，本文總結(jié)了噴嘴的數(shù)值模擬和清洗過程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在的問題后，對之后開展的研究工作提出展望。文章得出的一些結(jié)論為以后的研究和優(yōu)化結(jié)合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流噴嘴的設(shè)計(jì)提供