煤层割缝器用双梯度喷嘴结构设计与优化

• 作者: 卢义玉 张磊 汤积仁 章文峰 葛兆龙 贾亚杰
• 来源期刊: 重庆大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 水射流 喷嘴 双梯度 结构设计 仿真优化 3DPIV
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 页码范围: 84-90
• 页数: 7页
• 分类号: TD521.59
• 语种: 中文
• DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2014.01.013

摘要

为提高高压水射流煤层割缝器的切割能力，提出采用双梯度结构对喷嘴这一关键部件进行结构设计及优化来改善喷嘴喷射性能的新思路。针对安装于63割缝器总长为17 mm的双梯度喷嘴，在正交实验指导下，采用Realizable犽-ε湍流模型对不同参数组合下喷嘴出口流场进行了模拟。数值模拟结果表明双梯度喷嘴结构参数为犔1＝6 mm、θ1＝18°、θ2＝35°、犔＝6 mm、犱＝2．5 mm时，其轴向速度在150 mm靶距处最大且衰减较慢。通过对数值模拟优化喷嘴结构进行试制，在室内运用3DPIV对其性能实验测试。实验结果表明在本文实验条件下，双梯度喷嘴结构参数为犔1＝6 mm、θ1＝18°、θ2＝35°、犔＝6 mm、犱＝2．5 mm时，其射流出口流场平均速度最大，速度场分布较为理想，在150 mm靶距处的平均速度为普通喷嘴的1．4倍。