【摘 要】
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本文对非淹没磨料射流的结构、几何特性和动力特性进行了论述.利用自行研制的前混合式磨料射流切割设备,在射流功率、喷嘴移动速度等参数相同的条件下,分别对普通圆射流和小
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本文对非淹没磨料射流的结构、几何特性和动力特性进行了论述.利用自行研制的前混合式磨料射流切割设备,在射流功率、喷嘴移动速度等参数相同的条件下,分别对普通圆射流和小流量圆射流、普通圆射流和当量直径相同的矩形喷嘴射流切割铝板的切深、切缝宽度、切割体积比能耗进行了对比试验研究.对普通圆射流和小流量圆射流、普通圆射流和当量直径相同的矩形喷嘴射流的集束性、核心段长度和敞射角进行了分析.试验结果显示:1)对于小流量圆射流,在射流功率等其他参数不变的条件下,随着喷嘴直径的减小,切深不断增大;2)在射流功率等其他参数不变的条件下,当量直径不超过1.42mm时,矩形喷嘴射流的切深则比相同当量直径的圆喷嘴射流的切深值大;当量直径大于1.60mm时,矩形喷嘴射流的切深略比相同当量直径的圆喷嘴射流的切深值小.同时,采用Gambit前处理软件对小流量圆喷嘴、普通圆喷嘴和矩形喷嘴进行几何建模、网格划分和边界条件的处理,并采用Fluent软件对其施加了湍流模型、离散相模型和边界条件等,通过解二维和三维NS、k-ω等方程,得到了对应的速度分布云图和射流散射角等,并得到如下结论:1)在射流功率等其他参数相同时,随着喷嘴直径的变小,圆射流的核心段长度越来越小,散射角无明显变化.2)在射流功率等其他参数相同时,在当量直径为1.30mm时,圆射流的核心段长度较矩形喷嘴射流的核心段长度长;在当量直径相同的矩形喷嘴中,随着长宽比的增大,核心段的长度减小;φ1.30mm圆射流的散射角较矩形喷嘴射流的散射角小;当量直径相同的矩形喷嘴中,随着长宽比的增大,散射角越来越大.通过数值模拟,可以得到在磨料射流实验中一些不易测量到的重要参数,如核心段长度、射流的散射角等,便于更加深刻地理解问题产生的机理,为实验研究提供帮助,节省了实验所需的人力、物力和时间.
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