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深海高压磨料连续射流切割特性研究
| 论文题名： | 深海高压磨料连续射流切割特性研究 |
| 关键词： | 深海沉船;高压磨料连续射流;切割特性;执行机构;救捞装备 |
| 摘要： | 随着海洋活动的增多，沉船数量随之增多，吨位随之增大。适用于深海的大吨位沉船表面打捞起吊孔切割的高压磨料连续射流切割装备是救捞领域的核心装备，应用前景广泛，相关研究代表了高压磨料连续射流切割技术发展的新方向，对于提高我国海洋高新技术装备水平具有重要意义。 本文从射流切割理论及特性、水下切割执行器和磨料射流供给系统三个方面总结了前人经验，详细介绍了深海高压磨料连续射流切割的三个特点，即属于完全淹没状态、处于围压环境和射流速度衰减迅速，从理论上分析了高压磨料连续射流切割特性影响因素，即磨料相动压和磨料相速度，为后续研究打下理论基础。 然后针对淹没条件下高压磨料连续射流切割特性进行了仿真研究，在ANSYSICEM CFD中建立流场模型并划分网格，应用多相流模型和湍流模型在Fluent中求解计算。分别仿真了不同入口压力、淹没深度和磨料质量浓度条件下的射流切割特性。得到如下仿真结论:提高入口压力更有利于切割性能的提高;为提高切割性能，靶距应控制在7.2mm以内;射流进入主体段的混合区后，磨料相速度大于水相速度;淹没深度增加，切割性能下降;磨料质量浓度为20％、25％、30％和35％这四种情况时，20％时的切割性能更高。 为了进行深海高压磨料连续射流切割特性实验研究，首先设计了摆动伸缩型深海高压磨料连续射流切割执行机构。然后对高压磨料连续射流切割系统及高压泵站、磨料发生装置和切割执行机构三个组成部分进行了原理设计，并完成了切割系统及各组成部分的建立与调试。最后，通过实验研究可知:随着压力的增高，切割深度逐渐增加，切割性能逐渐提高;当靶距为5mm时，切割性能最高，最佳靶距为5mm左右。验证了部分仿真结论。喷头移动速度增加，切割深度减小，切割性能降低。 |
| 作者： | 范吉瑞 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 弓永军;侯交义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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