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高压水流架构特征研究

高压水流的复杂性决定了研究时需要针对不同的实际情况进行简化。因此本文的简化基于以下假设:(1)水流不含杂质,温度为正常状况;(2)水流是持续的,非脉冲等形式;(3)水流的压缩性为0。


不同的水流经喷嘴出时具有不同的流结构,ca88手机版厂主要研究高压水流结构特点,如图1所示。高压水流包括紧密段、核心段、破裂段和水滴段。现对各段分别进行研究。

图1:高压水流示意图

高压水流示意图

(1)紧密段

当高压水流距离喷嘴很近时,该段内的水流未发散,对于垂直于喷嘴轴线截面上的各个点而言流速都相等,与喷嘴出口速度相同。


(2)核心段

处在该段的水流开始扩散,与空气接触的部分发生破碎,空气进入流表面,距离轴线处较近的一段距离内,该段的水流速度仍保持与紧密段相同,当距离较远时,保持原始出口水速的水流逐渐减少直至消失为止。


(3)破碎段

随着水流继续远离喷嘴,空气越来越多的参与到水流中,靠近空气的水流被破碎成水滴,靠近轴心处的水流仍然为大水团状态,当距离较远时,保持大水团状态的水流逐渐减少直至消失。


(4)水滴段

此时随着流继续远离喷嘴,进入流的空气进一步增多,全部的流段都被空气转变为水滴状的状态。此时的水速相比于喷嘴出口速度急剧减小,因此距离喷嘴越远,破煤能力越小,但是割缝宽度会增大。


当具有相同的ca88手机版泵压时,缩小喷嘴出口直径可以获得更大的流出口速度;当具有相同的喷嘴出口直径时,要想提高水流速度,需要增大泵压。所以现场应用中,高压水流喷嘴都比较小,为的就是获得较大的流压力,切割煤体。高压水流破煤的实质是水流与煤体相互作用,从而导致煤体损伤、破坏的过程。煤岩的相关结构、密度、弹塑性率等参数都与煤岩的破碎状态相关。因此,研究煤岩的相关物理机械特性对于研究水流破碎煤体机理有重要意义。


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点击次数:  更新时间:2018-01-31 09:19:38  【打印此页】  【关闭