高壓水射流在再制造清洗中的應(yīng)用.pdf

1、嚴(yán)重的環(huán)境污染、大量的資源消耗，是制約我國21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大問題，我國已進入機械裝備和家用電器報廢的高峰期，如果全部回爐勢必造成巨大的資源浪費，再制造應(yīng)運而生。再制造的資源與環(huán)境效益十分巨大，開展再制造相關(guān)研究十分重要，而再制造清洗是零件再制造過程中的重要工序，是再制造零部件進行檢測與修復(fù)的前提，是零件進行再制造的基礎(chǔ)。
　　 高壓水射流技術(shù)是近年來發(fā)展十分迅猛的一門新興技術(shù)，能夠完成清洗、切割、破碎等工藝。高壓水射流清洗

2、屬于物理清洗，由于高壓水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清洗率高、不損壞被清洗物、應(yīng)用范圍廣、不污染環(huán)境等諸多優(yōu)點，將其引入再制造清洗中，具有很大的現(xiàn)實意義。
　　 本課題圍繞高壓水射流的清洗，對噴嘴幾何結(jié)構(gòu)對噴嘴內(nèi)外流場的影響及射流的沖擊動壓分布規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究。①研究了噴嘴幾何結(jié)構(gòu)對噴嘴內(nèi)部流場的影響，主要針對噴嘴內(nèi)錐角α、長徑比l/d、噴嘴入口直徑D與出口直徑d對噴嘴內(nèi)部流場的影響，引入空化模型，采用兩相流模型分析噴嘴

3、幾何結(jié)構(gòu)對噴嘴內(nèi)部流場空化程度的影響規(guī)律。②研究了噴嘴外氣液兩相流流場分布規(guī)律，建立歐拉質(zhì)量流量模型，通過FLUENT軟件中的用戶自定義程序?qū)⑵漶詈系竭B續(xù)性方程中，解決VOF模型不能很好模擬空氣卷吸過程的問題，仿真結(jié)果與相關(guān)學(xué)者的實驗進行了對比，證實該模型的有效性，使用該模型研究了噴嘴外自由流場的分布規(guī)律及射流沖擊壁面的動壓分布規(guī)律，得出沖擊動壓的大小對清洗的效果具有很大影響。③通過實驗研究不同壓力和不同靶距下射流打擊力的變化規(guī)律，與仿

4、真結(jié)果進行對比，進一步驗證上述模型的有效性。分析了高壓水射流清洗參數(shù)的選擇原則，通過仿真結(jié)果與相關(guān)理論結(jié)合，獲得最佳靶距及最大清洗寬度，分析了沖擊角度對射流流場沖擊動壓及壁面切應(yīng)力的影響規(guī)律，提出了沖擊角度的選擇原則。
　　 本課題對水射流噴嘴內(nèi)外流場的分布規(guī)律進行了系統(tǒng)的闡述，深入探討噴嘴幾何結(jié)構(gòu)對噴嘴內(nèi)流場影響、噴嘴外氣液兩相流流場的分布規(guī)律及射流沖擊動壓的分布規(guī)律，得出最佳靶距、沖擊動壓與清洗寬度的大小，對噴嘴排列及清洗效