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淹没式自激振脉冲磨料水射流脉冲特性及切割试验研究
| 论文题名： | 淹没式自激振脉冲磨料水射流脉冲特性及切割试验研究 |
| 关键词： | 深海打捞;自激振脉冲磨料水射流技术;沉船切割;脉冲特性 |
| 摘要： | 本文将自激振脉冲磨料水射流技术应用于深海环境下的沉船切割开孔，为提升我国海洋救助打捞装备水平具有重要意义。自激振脉冲磨料水射流技术是在自激振脉冲射流和磨料水射流的基础上发展而来的，它同时具有脉冲射流的脉冲特性和磨料水射流的破坏性。 本文通过管系水锤现象分析了自激振脉冲射流产生脉动的根本原因是由于外界激励产生周期性的的压力扰动波;利用流体网络理论推导出赫姆霍兹式振荡腔腔体结构参数与自激振脉动频率之间的关系式;通过FLUENT软件仿真模拟了深海围压对自激振脉冲射流的流场的影响;搭建了自激振脉冲射流动压测量试验台，用于分析自激振脉冲喷嘴的结构参数和产生射流的水力参数对射流动压的影响;同时搭建了自激振脉冲磨料水射流切割试验系统，用于分析自激振脉冲磨料水射流的切割能力。 通过理论研究、仿真分析和试验，本文得到以下结论: (1)赫姆霍兹振荡腔的固有频率与腔体结构参数有关。当射流在自激振腔体内产生的扰动波频率与腔体固有频率一致时，会产生大尺度的涡环结构，从而产生自激振脉冲射流。 (2)通过仿真发现，自激振脉冲磨料水射流中各相的出口速度随深水围压的增大而减小，而且水相的速度比磨料相的速度要大。 (3)通过试验发现，组合式自激振脉冲喷嘴产生的射流动压随时间呈周期性变化，组合式自激振脉冲喷嘴最佳的上下喷嘴直径比为1-1.33，自激振腔的长径比为0.66。 (4)通过切割试验对比发现，磨料粒子对靶体的磨削作用占主要地位，同时磨料粒子对喷嘴的磨损十分严重，喷嘴材料有待提高。 |
| 作者： | 徐凯 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 弓永军;宁大勇;王永强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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