基于Fluent的高压水射流喷枪仿真及优化

通过研究高压水射流喷枪中各个参数对清除效果的影响规律,选择合理的喷枪参数,设计加工出清除效果较为合理的高压水射流喷枪,从而使附着于海底管道上海洋生物的清理更加高效便捷。结合GAMBIT建模理论,建立不同参数下喷枪的简化模型,利用该模型,通过FLUENT仿真模拟了不同参数的喷枪其喷嘴出口处水射流的动压和速度的变化规律。在此基础上,结合液体动力学中的相关知识,对高压水射流喷枪的清除效果进行预测并分析各个参数的敏感性。研究结果表明:入口压力、喷嘴倾角、喷嘴个数以及喷嘴孔径对喷枪的清除效果有着不同程度的影响。且在目前的泵站基础下,经过仿真分析可知,在入口压力(即泵站压力)为70 MPa的环境下,当喷嘴倾角为30°时,喷嘴出口直径取值范围为1.6~1.8 mm的双喷嘴喷枪,会达到一个较为理想的清除效果。

真空预压用射流泵吸水试验研究

北方港区抽真空设备中常用潜水泵功率一般为7.5 kW和5.5 kW,常用的射流喷枪主要为准50×准25（喉管直径×喷嘴直径）、准50×准22、准40×准20、准30×准20等,其中准30×准20的射流喷枪应用非常广泛。通过现场常用功率的潜水泵和常用的不同型号的射流喷枪匹配进行室内吸水试验及数据分析,认为射流喷枪面积比在3~6之间是高效区,单位时间吸水量大,形成真空负压低,单位能耗吸水量大;喷嘴直径为25 mm、22 mm,喉管直径为50mm的射流喷枪工作效率基本优于喉管直径为40 mm、30 mm的射流喷枪。准30×准20射流喷枪效率低,在真空预压施工中可能会造成资源浪费,建议不采用。