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THEORY AND EXPERIMENTAL STUDY OF THE SELF-EXCITED OSCILLATION PULSED JET NOZZLE 被引量:28
1
作者 LiaoZhenfang LiJun +3 位作者 ChenDeshu DengXiaogang TangChuanlin ZhangFenghua 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2003年第4期379-383,共5页
Comparing with usual continuous jet nozzle, the self-excited oscillationpulsed jet nozzle SEOPJN) can make jet generate a higher peak of pressure and larger scouringvolume. And it can make jet increase the effective s... Comparing with usual continuous jet nozzle, the self-excited oscillationpulsed jet nozzle SEOPJN) can make jet generate a higher peak of pressure and larger scouringvolume. And it can make jet increase the effective standoff distance, too. The basic theories of theSEOPJN are introduced. Some experimental results are shown. According to the results, using tricornbits assembled the SEOPJN to drill oil well, the ROP increases by 8 percent approx 77 percent, andthe rates of the footage for tricorn bit increases by 6.7 percent approx 44.0 percent. 展开更多
关键词 self-excited oscillation pulsed jet nozzle BIT Point vortex
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The Theory and Experimental Study of the Self-Excited Oscillation Pulsed Jet Nozzle (Pipeline Pulsed Flow Generator) 被引量:3
2
作者 Shiqiang Lai Zhengfang Liao 《Natural Resources》 2013年第5期395-403,共9页
In this paper, the basic theories of the Self-excited Oscillation Pulsed Jet Nozzle (SEOPJN) invented by the authors are introduced. Then, some experimental results are shown. According to the results, using tricorn b... In this paper, the basic theories of the Self-excited Oscillation Pulsed Jet Nozzle (SEOPJN) invented by the authors are introduced. Then, some experimental results are shown. According to the results, using tricorn bits assembled the SEOPJN to drill oil well, the rate of penetration (ROP) increases by 8% - 77%, and the rate of the footage for tricorn bit increases by 6.7% - 44%. Although the test was conducted in the water, good result was got in nature gas transportation. The volume of gas transportation could be increased by the Self-excited Oscillation Pulsed generator while the gas pressure drop could be decreased, since it significantly reduced the pressure loss during gas transportation. 展开更多
关键词 self-excited oscillation pulsed jet nozzle Oil Well Natural Gas
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气举用脉冲进气自激振荡空气喷嘴数值模拟与试验研究
3
作者 唐川林 梁晶晶 +2 位作者 胡东 杨凤玲 程宏贵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期30-35,64,共7页
气举(气力泵)广泛应用在海洋采矿、钻孔水力开采、深水清淤等场合,越来越引起用户的重视。国内外学者对提升气举效率做了不少探索性研究,提出了脉冲进气是有效提升气举效率的途径之一,据此,提出一种亥姆霍兹式空气喷嘴,通过此喷嘴产生... 气举(气力泵)广泛应用在海洋采矿、钻孔水力开采、深水清淤等场合,越来越引起用户的重视。国内外学者对提升气举效率做了不少探索性研究,提出了脉冲进气是有效提升气举效率的途径之一,据此,提出一种亥姆霍兹式空气喷嘴,通过此喷嘴产生脉冲射流作为气举的进气方式,达到改善气举性能的目的。依据波涡理论,分析了自激振荡脉冲射流的产生机理;运用Fluent软件,对自激振荡空气喷嘴内流场进行了数值模拟,基于仿真结果进行试验研究。研究表明:结构参数和运行参数对射流特性影响显著。在入口压力为3 bar(1 bar=1×10~5 Pa),腔长L=64 mm,频率为8 Hz情况下,压力脉动波动差值和幅值最大,产生的空气脉冲射流最显著;幅值随腔长的增大先上升后下降。数值模拟与试验结果一致。研究成果可为空气脉冲射流与气举一体化的工程应用提供参考,具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流 空气喷嘴 腔长 压力脉动
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自激振荡脉冲射流喷嘴的试验研究 被引量:46
4
作者 廖振方 唐川林 张凤华 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期28-32,共5页
由作者发明和研制成功的自激振荡脉冲喷嘴所形成的脉冲射流 ,在相同条件下与常规的连续射流相比 ,射流的峰值压力 ,冲蚀体积和有效靶距均得到明显的提高 ,作者将多年来所进行的实验室实验 (振荡腔内流体压力的测定 ;非淹没射流条件下的... 由作者发明和研制成功的自激振荡脉冲喷嘴所形成的脉冲射流 ,在相同条件下与常规的连续射流相比 ,射流的峰值压力 ,冲蚀体积和有效靶距均得到明显的提高 ,作者将多年来所进行的实验室实验 (振荡腔内流体压力的测定 ;非淹没射流条件下的实验分析 ;淹没条件下自激振荡脉冲射流的性能实验及其分析 ;在淹没和非淹没条件下自激振荡脉冲射流的冲蚀效果 ;碰撞壁碰撞区域的磨损对自激振荡脉冲射流的影响等 ) 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流喷嘴 试验研究 自激振荡脉冲射流 钻头 石油钻井
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自激振荡脉冲射流喷嘴频率特性实验研究 被引量:42
5
作者 唐川林 胡东 裴江红 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期122-125,共4页
基于水声学和流体动力学原理,建立了振荡腔内脉冲射流频率模型,研究结果表明,模态数、流体密度及密度变化率是影响射流频率的关键因素。采用SD150测试系统,分析了自激振荡脉冲射流动态特性中各参数对其频率的影响程度,泵压和自激振荡腔... 基于水声学和流体动力学原理,建立了振荡腔内脉冲射流频率模型,研究结果表明,模态数、流体密度及密度变化率是影响射流频率的关键因素。采用SD150测试系统,分析了自激振荡脉冲射流动态特性中各参数对其频率的影响程度,泵压和自激振荡腔长对射流频率影响的实验结果表明,脉冲射流幅值比连续射流提高了约20%;泵压升高,射流频率增加;腔长增大,射流频率降低,且存在一个使脉冲射流压力峰值达到最大的最佳腔长。实验结果与理论分析一致。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流 喷嘴 振荡频率 泵压 腔长 实验研究
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自激振荡脉冲喷嘴结构参数配比试验研究 被引量:39
6
作者 王乐勤 王循明 +1 位作者 徐如良 李江云 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期956-958,共3页
结构参数对自激振荡脉冲射流冲击效果存在着很大的影响,本文通过理论推导得出了自激喷嘴固有频率定性分析公式,并通过对上喷嘴直径为8-12.5 mm的低压大流量自激振荡脉冲射流喷嘴的系统试验研究,得到了其结构参数的最佳配比关系,并与以... 结构参数对自激振荡脉冲射流冲击效果存在着很大的影响,本文通过理论推导得出了自激喷嘴固有频率定性分析公式,并通过对上喷嘴直径为8-12.5 mm的低压大流量自激振荡脉冲射流喷嘴的系统试验研究,得到了其结构参数的最佳配比关系,并与以往文献介绍的高压小流量自激振荡脉冲喷嘴优化的结构参数配比相比较,根据定性公式分析引发差异的原因,结果对自激振荡脉冲射流喷嘴结构的设计具有借鉴价值。 展开更多
关键词 自激振荡 脉冲射流喷嘴 结构参数配比 低压大流量
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自激振荡脉冲射流喷嘴的理论分析 被引量:69
7
作者 廖振方 唐川林 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期24-27,共4页
由作者发明和研制成功的自激振荡脉冲喷嘴在相同条件下与常规的连续射流相比 ,射流的峰值压力 ,冲蚀体积和射流的有效靶距均得到明显的提高 ,文中简要地对作者发明和研制的自激振荡脉冲喷嘴的基本理论 (剪切流动的稳定性、扰动波的有效... 由作者发明和研制成功的自激振荡脉冲喷嘴在相同条件下与常规的连续射流相比 ,射流的峰值压力 ,冲蚀体积和射流的有效靶距均得到明显的提高 ,文中简要地对作者发明和研制的自激振荡脉冲喷嘴的基本理论 (剪切流动的稳定性、扰动波的有效反馈条件、振荡腔内剪切层的漩涡结构及在变换平面λP 中点涡的复速度势的计算等 ) 展开更多
关键词 理论分析 自激振荡脉冲射流 点涡 自激振荡脉冲喷嘴 扰动波 石油钻井 剪切流动 钻头
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自激振荡脉冲喷嘴空化效应及其射流形态的数值分析 被引量:15
8
作者 汪朝晖 胡亚男 +1 位作者 饶长健 邓晓刚 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第13期1535-1541,共7页
基于自激振荡脉冲喷嘴空化效应和多相流模型,建立了自激振荡脉冲射流空化模型。依据自激振荡腔室结构及其几何参数建立了腔室轴对称物理模型,计算得到了振荡周期100ms内自激振荡脉冲射流的空化泡破碎、腔室内两相分布、湍动能分布和速... 基于自激振荡脉冲喷嘴空化效应和多相流模型,建立了自激振荡脉冲射流空化模型。依据自激振荡腔室结构及其几何参数建立了腔室轴对称物理模型,计算得到了振荡周期100ms内自激振荡脉冲射流的空化泡破碎、腔室内两相分布、湍动能分布和速度分布等结果。研究表明:在1.02~2.37ms时,空化泡半径减小,气泡开始径向运动形成泡面加速射流;在2.69~4.67ms时,空化泡面压力达到极限破碎值时气泡开始破碎;在自激振荡周期前25ms,主射流与空气接触边界面形成较强湍动能,自激振荡腔室中心漩涡区逐渐变大,外流场连续射流被割断成多股状射流,射流在喷射轴线附近速度达到并稳定在30~40m/s;在振荡周期的40~90ms,腔室内中心空化气囊形成并开始阻挡主射流运动,喷嘴出口流道出现大面积空化区域,湍动能最大区域集中在下喷嘴出口下游;在振荡后期,随着主射流与空气相互作用及射流贯穿距离增加,主射流速度逐渐趋于稳定且扩散作用减弱。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲喷嘴 空化效应 射流形态 空化泡 雾化
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双腔室自激振荡喷嘴频率特性研究 被引量:15
9
作者 裴江红 唐川林 胡东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期29-32,共4页
作为对双腔室自激振荡喷嘴这一新型喷嘴的探索,基于流体网络理论建立了双腔室自激振荡脉冲射流喷嘴的相似网络模型,理论分析了双腔室自激振荡喷嘴频率特性。模型计算结果表明:双腔室自激振荡喷嘴结构参数对系统的固有频率有重要的影响,... 作为对双腔室自激振荡喷嘴这一新型喷嘴的探索,基于流体网络理论建立了双腔室自激振荡脉冲射流喷嘴的相似网络模型,理论分析了双腔室自激振荡喷嘴频率特性。模型计算结果表明:双腔室自激振荡喷嘴结构参数对系统的固有频率有重要的影响,系统结构参数间存在最优匹配关系,并与文献中介绍的单腔室结构参数的最佳配比关系有较大的不同,双腔室自激振荡喷嘴较单腔室自激振荡喷嘴可以提高脉冲射流峰值压力。分析结果对双腔室自激振荡喷嘴结构设计具有一定的借鉴价值。 展开更多
关键词 自激振荡 脉冲射流喷嘴 固有频率 双腔室
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基于Fluent的脉冲射流喷嘴的全尺寸结构优化 被引量:10
10
作者 弓永军 郭臣 +1 位作者 侯交义 张增猛 《液压与气动》 北大核心 2014年第11期32-35,共4页
基于Fluent对全尺寸自激振脉冲射流喷嘴进行仿真研究,要使自激振脉冲喷嘴产生良好的自激振效果,喷嘴腔体直径、腔体长度、上喷嘴直径、下喷嘴直径、碰撞中心角等参数必须相互配合。采用无量纲量,针对不同腔径、腔长、下喷嘴直径配合而... 基于Fluent对全尺寸自激振脉冲射流喷嘴进行仿真研究,要使自激振脉冲喷嘴产生良好的自激振效果,喷嘴腔体直径、腔体长度、上喷嘴直径、下喷嘴直径、碰撞中心角等参数必须相互配合。采用无量纲量,针对不同腔径、腔长、下喷嘴直径配合而成的多种工况进行仿真分析,得到自激振喷嘴最优的结构参数。 展开更多
关键词 自激振脉冲喷嘴 结构参数 无量纲量 仿真分析
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改进消防水枪性能的实验研究 被引量:6
11
作者 王红霞 廖振方 陈德淑 《消防科学与技术》 CAS 2004年第2期159-161,共3页
针对目前消防水枪中出现的问题 ,为提高水枪射流的喷射距离和灭火效果 ,对国产现用消防水枪提出了改进方案。改进后的水枪由整流器、自激振荡脉冲射流喷嘴和接头所组成。实验观测 :射流以脉冲形式喷出 ,如同一连串的水弹 。
关键词 消防 水枪 灭火 自激振荡脉冲射流 喷嘴 实验
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高效脉冲喷嘴在喷射钻井中的实验研究 被引量:3
12
作者 唐川林 胡东 +1 位作者 杨林 裴江红 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期55-57,共3页
基于水声学和流体动力学原理,分析了自激振荡射流中碰撞剪切流动压力扰动波的传播速度及其对射流振荡频率的影响规律,建立了振荡腔内脉冲射流频率的数学模型,得出了声压、流体密度以及模态数是影响射流频率的关键因素。为获得更为有效... 基于水声学和流体动力学原理,分析了自激振荡射流中碰撞剪切流动压力扰动波的传播速度及其对射流振荡频率的影响规律,建立了振荡腔内脉冲射流频率的数学模型,得出了声压、流体密度以及模态数是影响射流频率的关键因素。为获得更为有效的冲击压力和破岩效率,从提高脉冲射流瞬时峰值出发,研究射流频率和射流压力峰值的实际影响因素。实验采用SD150测试系统主要研究了泵压和自激振荡腔长对射流频率的影响。实验结果表明:泵压升高,射流频率增加;腔长增大,射流频率降低。另外,存在一个最佳腔长使脉冲射流压力峰值达到最大。实验结果与理论分析一致。 展开更多
关键词 喷射钻井 自激振荡脉冲射流 速度 喷嘴 频率 研究
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自激振荡脉冲射流机理探讨 被引量:23
13
作者 蒋海军 廖荣庆 《西南石油学院学报》 CSCD 1998年第3期55-58,共4页
回顾了在自激振荡脉冲射流的研究概况,在此基础上应用流体网络理论中含负阻元件的电子线路,简化自激振荡脉冲射流(简称自振脉冲)的物理模型,在比拟的基础上建立数学模型。在讨论非线性方程解的过程中,采用现代自组织的有关理论分... 回顾了在自激振荡脉冲射流的研究概况,在此基础上应用流体网络理论中含负阻元件的电子线路,简化自激振荡脉冲射流(简称自振脉冲)的物理模型,在比拟的基础上建立数学模型。在讨论非线性方程解的过程中,采用现代自组织的有关理论分析了脉冲射流的形成机理。由于系统本身的复杂性和模拟的近似性,要了解在什么条件下才能形成稳定的耗散结构和稳定频率,可能要在线性比拟前提下采用更为复杂的比拟电路,更多地依赖于完善的实验研究。在实验研究和分析中要特别注意自激振荡的非线性特征,这与以往的研究有明显的区别。 展开更多
关键词 喷射钻井 数学模型 喷嘴 脉冲射流 石油钻井
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埙型结构喷嘴自激振荡脉冲空化射流的数值模拟 被引量:2
14
作者 戚美 王立夫 +3 位作者 陈庆光 张永超 赵见龙 鞠永恒 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第6期108-116,共9页
为研究自激振荡脉冲空化喷嘴空化性能,采用流体仿真分析平台Fluent,以Helmholtz喷嘴原型构建一种具有埙型结构的喷嘴模型,同时基于自激振荡脉冲空化喷嘴的空化效应与多相流模型,数值模拟其在100ms振荡时间内的空化情况,并与Helmholtz喷... 为研究自激振荡脉冲空化喷嘴空化性能,采用流体仿真分析平台Fluent,以Helmholtz喷嘴原型构建一种具有埙型结构的喷嘴模型,同时基于自激振荡脉冲空化喷嘴的空化效应与多相流模型,数值模拟其在100ms振荡时间内的空化情况,并与Helmholtz喷嘴空化效果进行对比。并分别改变埙型结构喷嘴上下流道的直径比和弧线角度,通过数值模拟考察直径比和弧线角度对喷嘴空化效果的影响。结果表明:上、下流道直径比在0.5~0.6空化效果最好;弧线角度θ=50°时的埙型结构喷嘴,出口处速度呈现均匀性,同时出口更易形成均匀负压区域,喷嘴腔室内空化呈对称分布,空化效果最佳。 展开更多
关键词 埙型结构喷嘴 空化模型 空化喷嘴 自激振荡脉冲空化射流 数值模拟
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自激振荡脉冲射流喷嘴的修正空化模型 被引量:3
15
作者 汪朝晖 陈思 +1 位作者 邓晓刚 王在良 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第2期265-268,272,共5页
根据自激振荡脉冲射流喷嘴中的空化发生机理,一种考虑剪切力(包括雷诺剪切力和粘性剪切力)和由湍动能产生的压力脉动对空化影响的修正空化模型被提出来提高喷嘴内流场的模拟精度。修正空化模型通过用户自定义函数UDF挂入到Fluent中定义... 根据自激振荡脉冲射流喷嘴中的空化发生机理,一种考虑剪切力(包括雷诺剪切力和粘性剪切力)和由湍动能产生的压力脉动对空化影响的修正空化模型被提出来提高喷嘴内流场的模拟精度。修正空化模型通过用户自定义函数UDF挂入到Fluent中定义空化压力属性。采用该修正空化模型模拟计算所得到的不同入口压力和腔径条件下的喷嘴出口压力峰值与以往的实验结果吻合得很好,验证了该修正空化模型的正确性。进一步对剪切力和由湍动能产生的压力脉动对空化的影响进行了分析,并且研究了不同入口压力条件下这两个因素对空化发生的影响的强弱程度以及空化初生的能力。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流喷嘴 剪切力 湍动能 修正空化模型 UDF 空化初生
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自激振荡脉冲射流喷嘴结构优选试验研究 被引量:3
16
作者 李玮 纪照生 +1 位作者 刘景宇 李显义 《石油矿场机械》 2015年第7期57-60,共4页
高压水射流是钻井提速的基本技术手段。自激振荡脉冲射流是一种特殊的高压水射流,因其结构简单、全金属性及充分利用钻井液能量等优点,成为深井、超深井钻井提速研究热点。根据流体网络集中参数理论,设计了室内试验装置和试验方法,对自... 高压水射流是钻井提速的基本技术手段。自激振荡脉冲射流是一种特殊的高压水射流,因其结构简单、全金属性及充分利用钻井液能量等优点,成为深井、超深井钻井提速研究热点。根据流体网络集中参数理论,设计了室内试验装置和试验方法,对自激振荡脉冲射流元件的结构参数与射流特性进行了室内试验分析。结果表明:流体网络集中参数理论能够很好地描述射流元件的振荡特性;当上下喷嘴直径比为0.75、腔长腔径比为0.80、喷嘴锥角为120°时,自激振荡脉冲射流性能最好。 展开更多
关键词 喷射钻井 自激振荡 脉冲射流 室内试验 射流喷嘴
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石油钻头自激振荡脉冲喷嘴真空扩散焊接工艺正交试验研究
17
作者 杨雄 《石油天然气学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期161-164,共4页
针对石油钻头自激振荡脉冲喷嘴结构复杂和制造困难的问题,提出用"模压法分段成形加真空扩散焊连接"制造的新工艺。采用正交试验法,通过极差分析和方差分析,研究了扩散焊接温度、焊接压力和焊接时间等工艺参数对自激振荡脉冲... 针对石油钻头自激振荡脉冲喷嘴结构复杂和制造困难的问题,提出用"模压法分段成形加真空扩散焊连接"制造的新工艺。采用正交试验法,通过极差分析和方差分析,研究了扩散焊接温度、焊接压力和焊接时间等工艺参数对自激振荡脉冲喷嘴焊接接头抗剪强度的影响,确定了因素的主次顺序、因素的最佳水平组合及扩散焊接的最佳工艺参数。试验结果表明,当采用焊接温度1050℃、焊接压力120MPa和焊接时间20min的参数组合时,可获得强度高、致密性好和耐冲蚀的焊接接头,其抗剪强度≥750MPa。该研究可为选择石油钻头自激振荡脉冲喷嘴真空扩散焊接的最佳工艺方案提供依据。 展开更多
关键词 石油钻头 喷嘴 自激振荡脉冲喷嘴 真空扩散焊接 正交优化试验
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经济型自激振荡磨料射流抛光机设计 被引量:1
18
作者 王红 马德毅 沈良琼 《机床与液压》 北大核心 2005年第9期40-41,193,共3页
针对生产中复杂曲表面抛光存在的问题,利用水锤振动效应和粒子冲蚀磨损理论形成的磨液脉冲射流对复杂曲表面进行柔性化抛光加工,设计制造了磨液与压缩空气形成多相介质的脉冲射流抛光机设备,该机适用范围广,有较好的经济效益和社会效益... 针对生产中复杂曲表面抛光存在的问题,利用水锤振动效应和粒子冲蚀磨损理论形成的磨液脉冲射流对复杂曲表面进行柔性化抛光加工,设计制造了磨液与压缩空气形成多相介质的脉冲射流抛光机设备,该机适用范围广,有较好的经济效益和社会效益,属于绿色加工。 展开更多
关键词 自激振荡磨料射流 喷嘴 磨液脉冲射流 抛光
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自振脉冲喷嘴中异形结构对射流振荡频率的影响 被引量:11
19
作者 唐川林 王晓明 +2 位作者 胡东 张柱银 王菊槐 《矿山机械》 2015年第1期15-20,共6页
为了提高射流的利用率,通过改变下喷嘴出口形状来增强脉冲射流打击力。基于流体力学和水声学理论,推导出自振脉冲射流振荡频率模型,并采用压力传感器测量喷嘴振荡腔内压力,对自振脉冲喷嘴进行非淹没工况试验研究,对比分析了同等当量面... 为了提高射流的利用率,通过改变下喷嘴出口形状来增强脉冲射流打击力。基于流体力学和水声学理论,推导出自振脉冲射流振荡频率模型,并采用压力传感器测量喷嘴振荡腔内压力,对自振脉冲喷嘴进行非淹没工况试验研究,对比分析了同等当量面积的圆形和方形喷嘴振荡频率与腔内压力峰值的变化规律。结果表明,两种喷嘴的振荡频率均随腔长增大而减小,随泵压上升而升高;腔内射流压力峰值随腔长的增大呈现先减小后增大的趋势,并且存在一个最佳腔长(约为4.5 mm)。此外,方形喷嘴腔内的射流压力峰值比圆形喷嘴提高约20%。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流 异形喷嘴 振荡频率 腔长 泵压
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自激振荡脉冲射流喷嘴雾化特性试验研究 被引量:1
20
作者 李辉 唐川林 胡东 《矿山机械》 北大核心 2010年第8期31-34,共4页
试验采用了SD150测试系统和数码摄像技术,对自激振荡脉冲射流和连续射流的时域和频域特性进行了分析。研究了雾化锥角、雾化距离及雾化粒度与泵压的变化规律。试验结果表明,泵压升高,雾化锥角和雾化距离增大,雾化粒度减少。与连续射流相... 试验采用了SD150测试系统和数码摄像技术,对自激振荡脉冲射流和连续射流的时域和频域特性进行了分析。研究了雾化锥角、雾化距离及雾化粒度与泵压的变化规律。试验结果表明,泵压升高,雾化锥角和雾化距离增大,雾化粒度减少。与连续射流相比,脉冲射流的雾化质量更高。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流 雾化 喷嘴 泵压
原文传递
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