王育立
,
杨敏官
,
康灿
,
高波
,
陈波
工程热物理学报
水切割射流的动力学特性的诸多方面尚未得到认识和理解。本文对毛细喷孔产生的超高压水射流展开可视化研究，分析了常规压力及超高压条件下毛细水射流的液体破碎机制并对超高压毛细射流的脉动现象进行了讨论。常规条件下的毛细射流遵从经典的破碎模式；在超高压条件下，射流完整段呈瑞利模式，完整段以下呈雾化破碎模式，射流集束性呈现周期性变化。结果表明，传统理论不能够表达小孔径时超高速毛细水射流的破碎特性；喷孔内部流动情况如流动分离及空化成为该条件下射流破碎和脉动的重要原因。
关键词:
超高压
,
水射流
,
破碎机理
,
脉动
王育立
,
杨敏官
,
康灿
,
喻峰
工程热物理学报
在超高压水射流切割过程中,射流结构是设备工作效率及损耗程度的决定性因素,本文针对400 MPa范围内超高压水射流结构进行了数值模拟及实验研究,得到了相关因素对其具体影响.结果表明:超高压水射流的流束可分为几个特征各不相同的区域;射流的发散程度随着压力和宝石孔径的增大而增大;喷嘴形状对射流结构具有显著的影响,渐扩的锥形出口及倾斜的出口端面有助于增强射流的集束性;宝石孔内的空化直接影响了射流的形成;空化加剧了宝石的磨损,随着宝石孔入口的磨损程度提高,水射流趋于发散.
关键词:
超高压水射流
,
流动特性
,
喷嘴形状
,
空化
康灿
,
张峰
,
杨敏官
,
王育立
工程热物理学报
在15 MPa射流压力条件下,对一中心体喷嘴进行自由水射流实验.用高速数码摄像技术捕捉喷嘴出口附近的瞬态流束界面波动特征;用相位多普勒粒子分析技术(PDPA)测量充分发展的射流场中的平均速度、均方根速度及液滴粒径分布.研究表明,中心体喷嘴射流流束的界面波动明显,远离喷嘴出口,流束界面波动频率降低,但波动幅值增大;射流轴心线附近的均方根速度较小,自射流轴心线向流束外缘,均方根速度出现明显的双峰分布;在距中心体喷嘴出口一定轴向距离的射流断面上,轴心线附近的液滴平均粒径小,沿径向向外出现液滴平均粒径峰值;大于此距离,液滴平均粒径分布与普通圆柱水射流的液滴平均粒径分布情况一致.
关键词:
中心体喷嘴
,
自由水射流
,
流束波动
,
PDPA
高波
,
杨敏官
,
李忠
,
康灿
工程热物理学报
空化流动严重影响泵安全稳定运行,为充分认识泵内空化发展程度及其诱导的低频振动特性,设计了一台离心式模型泵作为研究对象,同时采用高速摄影及振动加速度测试手段,实现了叶轮内部空化流动的可视化及对应的泵体低频振动信号提取,分析了空化泡形态随空化发展的演化规律,对比了空化发生前后泵体低频振动频谱特性,探讨了泵体总振级水平、离散频率下振动加速度幅值随空化发展程度的变化,提出振动临界汽蚀余量可作为空化程度的另一判据,叶频时的振动加速度幅值变化亦可作为泵内空化程度的表征。
关键词:
空化流动
,
低频振动
,
振动临界汽蚀余量
李忠
,
杨敏官
,
高波
,
康灿
工程热物理学报
运用LMS多通道振动噪声测试与动力学分析系统，对轴流模型泵最优工况流量下不同空化程度时的振动加速度进行了动态多点测量和分析，获得了振动加速度的特征频率以及低频、高频振动水平随汽蚀余量的变化规律。实验结果表明：轴频、叶频以及其高次谐波是泵振动的主要激励频率；空化诱发的振动主要为高频振动；随汽蚀余量的降低，低频振动和高频振动均呈现先上升后下降的趋势；高频振动比低频振动更易被阻尼力削弱，高频振动水平上升的拐点和空化引起泵能量性能下降的临界点相一致。
关键词:
轴流泵
,
空化
,
振动
,
实验研究
