超大面积比射流泵性能模拟与试验研究

根据工程需求并借鉴传统射流泵的设计方法,设计了面积比分别为57.40和60.05的2种超大面积比射流泵.基于有限体积法,采用Realizable k-ε湍流模型和标准壁面函数法,对这两种面积比的射流泵进行三维数值模拟和结构优化,并得到其优化后的性能拟合方程.模拟结果显示,随着面积比在一定范围内增大,最高效率点右移,最优喉管长度增加.按照优化后的结构参数加工射流泵,将2种出口直径的喷嘴和3种直径的喉管进行组合得到6种面积比射流泵,然后在4种不同工作压力下进行水槽试验.试验结果表明：超大面积比射流泵内部流动同样存在自模性;现有汽蚀流量比的预测理论高估了超大面积比射流泵的汽蚀性能,因此需要对该预测理论进行修正;试验数据与数值模拟结果符合较好,验证了数值模拟的可靠性以及采用数值模拟进行结构优化的可行性.对超大面积比射流泵的研究,拓宽了射流泵的应用范围.     

高压磨料水射流切割中材料破坏机理的分析

高压水射流切割是一种冷态切割技术,相比其他加工方式具有其独到的优势。对高压水射流切割试样的实验研究,用扫描电镜对切割断面进行观测,分析了高压水射流对材料的破坏方式。研究表明,射流对固体材料的破坏方式主要有两种：塑性破坏和脆性破坏,脆性破坏区的表面质量优于塑性破坏区。对水射流的破坏机理分析表明,射流对表层金属的硬化作用,导致了在起始阶段内,材料呈现脆性破坏,电镜扫描图上呈现层片状剥离的形貌,切割面相对光滑。在射流能量耗散之后,不足以实现表层硬化,磨料的磨削＂、犁耕＂使断面粗糙度上升。     

淹没条件下自激脉冲射流冲蚀试验研究

为了对比不同淹没条件下连续射流和低压大流量自激吸气式脉冲射流冲蚀效果,利用自行研制的射流冲蚀系统进行了射流冲蚀石蜡效果试验研究,得到不同淹没水深下射流打击力、吸气量、石蜡冲蚀深度、石蜡冲蚀体积和石蜡冲蚀表面积等.结果表明：在不同淹没水深下,连续射流打击力大于吸气脉冲射流,而吸气脉冲射流打击力又大于不吸气脉冲射流打击力,且随着水深的增大,自吸气与不吸气之间脉冲射流打击力差值越来越小;当淹没水深较小时（≤30 m）,由于气体对石蜡剥蚀作用较强,连续射流冲蚀深度小于吸气脉冲射流,而当水深较大时（≥40 m）,由于吸气量变小,剥蚀作用减弱,冲蚀深度则相反;在冲蚀面积和体积上,在各种淹没水深下吸气脉冲射流冲蚀效果均好于连续射流,且随着水深的增加,两种射流的冲蚀面积和体积逐渐变小,差值也越来越小.     

自激脉冲射流装置的压力特性分析

利用自行研制的试验系统对自激脉冲射流装置压力特性和打击力进行了试验研究,探讨了腔长和工作压力对射流打击力和脉冲效果的影响,研究了自激脉冲射流装置腔壁不同部位的压力变化特点和打击力变化特点。试验结果表明,当腔长较小时,装置在各个工作压力条件下均没有脉冲效果,随着腔长逐渐变大,逐渐产生脉冲效果,并在一定的工作压力范围内取得最佳脉冲效果;在射流核二侧形成的漩涡型空化气囊,是产生脉冲射流根本原因;当脉冲效果较好时,装置腔壁不同部位的压力与打击力变化呈现明显的周期性,但装置不同部位压力和打击力之间的变化周期并不同步。     

2013年春季内蒙古中东部地区一次吹雪过程天气学特征研究

为了研究内蒙古暴风雪成因,利用常规观测资料和NCEP2.5×2.5的6h再分析资料,应用Grads绘图软件以及Micaps3.2系统,对2013年出现在内蒙古中东部的一次吹雪天气进行了分析。结果表明：高空槽东南下为本过程提供有利的大尺度环流背景,蒙古气旋和蒙古冷高压为主要影响系统。高空急流在本次过程中起了重要作用。其出口区左前方的辐散抽吸作用,加强了地面蒙古气旋,有利于降雪发生。其入口区左侧的辐合区,形成下沉运动,动量下传以后为地面大风的形成提供条件。散度场和垂直运动场均形成次级环流,其辐合上升支为降雪提供动力抬升条件,而它的下沉支将高空动量下传到地面。西南低空急流的存在,将低纬度的暖湿气流输送到内蒙古中东部,对降雪天气的形成起了重要作用。     

环形射流泵结构优化设计

运用DOE和CFD技术,以寻求环形射流泵效率最大时的最佳结构尺寸组合.试验射流泵模型原型取自真实试验,面积比1.75.首先对计算方法的可靠性进行了验证,在试验设计方法指导下,以最高效率为原则安排了多次试验,确定了4个主要因子,即流量比q、吸入室收缩角α、相对喉管长度lt及扩散管扩散角β,分别计算了射流泵在多种结构尺寸组合下的内部流动.借助统计分析软件对试验数据进行处理,确定各结构参数对射流泵性能影响的重要程度,找出最优的结构组合.结果表明该方法取得了很好的效果,试验设计预测最大效率36.3%与CFD模拟结果35.8%非常接近.影响泵性能的主要结构参数中,相对喉管长度比扩散管扩散角、吸入室收缩角更为显著,双因子间的交互作用比因子单独作用更为明显,为环形射流泵进一步优化设计,确定其合理的工作范围提供了依据.     

Analysis on rock cross-cut coal uncovering using high pressure water jet slotting in close distance seam group

Safe production and procedures at the driving face are restricted in mines of Guizhou province by the long periods required for rock cross-cut coal uncovering in high gas coal seam group. A new method is proposed to solve this problem using high pressure water jet slotting in penetration boreholes. This is proposed to increase the gas desorption rate and reduce drilling hole, which will shorten the cycle of rock cross-cut coal uncovering. Numerical simulation is used to compare the pressure relief effects of different slotting methods in penetration boreholes. The results show that the pressure relief effect of slotting all coal seams is more ideal. Field application indicates that high pressure water jet slotting has good effect of the pressure relief in coal seam group. The drilling number is reduced by 30, the drilling length is shortened by 610 m and the standard time of gas pre-pumping decreases by 39 days.     

Experimental study on nitrobenzene by cavitating water jets assisted with Fenton

Nitrobenzene compounds,featured with weak mutagenicity,chemical stability,are difficult to be purified by traditional degradation method.Several factors involved in the nitrobenzene wastewater degradation are comparatively analyzed by cavitating water jets assisted with Fenton.The removal ratio of nitrobenzene,whose concentration is 50 mg/L,reaches 95.06% when the Fe2+ concentration is 40 mg/L,the pH value,5.0,the hydrogen peroxide concentration,150 mg/L,the confining pressure,0.5 MPa,and the jetting pressure,10 MPa.The degradation mechanism,shown by high performance liquid chromatography (HPLC),is that the cavitating water jet impelled the Fenton to release more HO· and enhances the catalytic capacity of Fe2+,then the nitrobenzene is degraded or oxidized totally,or graded into small organic molecules such as chain hydrocarbon and organic acids,etc.Besides,the intermediate products,including Benzoquinone,4 Nitrophenol,2 Nitrophenol and Hydroquinone,are also shown by HPLC.     

Ne-N2O复合物超声分子束中红外光谱研究

利用中红外可调谐二极管激光光谱仪,在多程吸收池中接入脉冲超声喷射系统,研究了Ne-N2O van derWaals复合物在N2O单体ν1振动带的振动转动光谱,运用光谱预测程序SPCAT和分子参数拟合程序SPFIT及谱线拟合程序Wang程序拟合出了Ne-N2O的ν2带的振转分子常数,并计算了出结构参数R、θ、ΔI。结果表明,所探测到的20 Ne-N2O的29条、22 Ne-N2O的15条高分辨谱线被准确地标识为Ne-N2Oν2振动转动光谱;20 Ne-N2O和22 Ne-N2O van der Waals复合物均为近T型结构,惰性气体分子和N2O分子质心的连线略微偏向N2O分子的氧原子方向;复合物ν2振动带的带头分别为ν0=1285.12236(9)cm-1和ν0=1285.12299(21)cm-1,与N2O单体的ν1振转谱带的带头相比较,带头蓝移0.21906(10)cm-1和0.21969(22)cm-1。     

一次罕见小雨转暴雪天气环流特征分析

利用地面、高空常规观测资料和NCEP全球再分析资料,对2009年2月12～13日盘锦小雨转暴雪天气过程的环流背景和降雪原因进行了详细的分析,并以雨雪相态转换时间为着眼点,探讨了降水相态转换时间对该次降水预报的影响。结果表明,环流调整,极涡东移南下,冷空气活动频繁是影响盘锦2月份降水明显偏多的主要因子;冷暖空气势均力敌,长时间维持,西南急流提供充分的水汽条件,是造成盘锦强降雪的直接原因。