高壓水射流清洗的仿真研究及實驗驗證.pdf

1、由于高壓水射流清洗具有去污能力強，效率高，成本低，便于機械控制等特點，高壓水射流常用于清洗管道和貯箱。本課題針對我國長征運載火箭貯箱內(nèi)部的多余物清洗，對高壓水射流原理進行研究并進行相應(yīng)的實驗驗證。依據(jù)高壓水射流清洗方法的優(yōu)點，可應(yīng)用于大型罐體內(nèi)壁的清洗。本文對高壓水射流中水流的壓力和速度分布，噴射過程中靶面距離的選擇，噴嘴參數(shù)的設(shè)計和打擊到靶面應(yīng)力應(yīng)變的分布規(guī)律進行仿真研究及實驗驗證。高壓水射流清洗的仿真研究對促進我國運載火箭的多余物去

2、除具有重要的意義。
　　首先，本文以高壓水射流清洗為研究對象，根據(jù)流體力學理論分析了水射流噴射過程中流體的動態(tài)特性，包括壓力和速度等，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，建立了高壓水射流清洗噴射的有限元仿真模型。研究了發(fā)現(xiàn)靶面距離對高壓水射流的影響機制。獲得不同靶面距離下，靶面上壓力和速度分布規(guī)律。此外，根據(jù)靶面的壓力和速度分布規(guī)律，計算高壓水射流有效打擊力的面積。獲得了噴嘴在不同傾斜角度下噴射時，靶面上速度和壓力的分布規(guī)律

3、。
　　然后，建立了高壓水射流清洗噴射中噴嘴的有限元仿真模型。研究噴嘴內(nèi)部水射流的流動狀態(tài)，即速度和壓力的分布規(guī)律。解釋了噴嘴中的空化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和造成的影響。采用響應(yīng)曲面法對仿真數(shù)據(jù)進行處理，擬合兩個二次回歸方程，對所得到的回歸方程進行檢驗，證實方程的準確性。
　　最后，建立了高壓水射流清洗機構(gòu)的有限元仿真模型。通過對機構(gòu)進行靜力學有限元仿真分析，獲得機構(gòu)的變形量和應(yīng)力應(yīng)變的分布規(guī)律。保證高壓水射流機構(gòu)受力平衡，以變形量