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煤层割缝器用双梯度喷嘴结构设计与优化
  • ISSN号:1000-582X
  • 期刊名称:《重庆大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TD521.59[矿业工程—矿山机电]
  • 作者机构:[1]重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044, [2]重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆400044
  • 相关基金:国家科技重大专项资助项目(2011ZX05065-3);长江学者和创新团队发展资助(IRT13043)
中文摘要:

为提高高压水射流煤层割缝器的切割能力,提出采用双梯度结构对喷嘴这一关键部件进行结构设计及优化来改善喷嘴喷射性能的新思路。针对安装于Ф63割缝器总长为17mm的双梯度喷嘴,在正交实验指导下,采用Realizable k-ε湍流模型对不同参数组合下喷嘴出口流场进行了模拟。数值模拟结果表明双梯度喷嘴结构参数为L1=6mm、θ1=18°、θ2=35°、L=6mm、d=2.5mm时,其轴向速度在150mm靶距处最大且衰减较慢。通过对数值模拟优化喷嘴结构进行试制,在室内运用3DPIV对其性能实验测试。实验结果表明在本文实验条件下,双梯度喷嘴结构参数为L1=6mm、θ1=18°、θ2=35°、L=6mm、d=2.5mm时,其射流出口流场平均速度最大,速度场分布较为理想,在150mm靶距处的平均速度为普通喷嘴的1.4倍。

英文摘要:

To enhance the ability of slotted device used in coal mines, a method of re-designing and optimizing the structure of slotted device is proposed. The objective of the research is dual gradient nozzle which is installed on a Ф63 slotted device. Based on orthogonal experiments, the realizable k-ε turbulence model is established to simulate the output flow distribution of the dual gradient nozzle with different parameters. The results show that when the L1=6mm、θ1=18°、θ2=35°、L=6mm and d=2.5mm, the axial velocity reaches its peak at 150 mm from the target and then drops slowly. Based on the simulations, experiments of ability of nozzles are made on 3DPIV in the laboratory. The results show that when the parameters are L1=6mm、θ1=18°、θ2=35°、L=6mm and d=2.5mm, the average velocity of the output flow distribution has its maximum value and the velocity distribution is reasonable. The average velocity of the dual gradient nozzle at 150 mm from the target is 1.4 times of that of ordinary nozzles.

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期刊信息
  • 《重庆大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:重庆大学
  • 主编:王时龙
  • 地址:重庆市沙坪坝正街174号
  • 邮编:400044
  • 邮箱:cdxhz@equ.edu.cn
  • 电话:023-65102302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-582X
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1044/N
  • 邮发代号:78-16
  • 获奖情况:
  • 中国高校精品科技期刊,重庆市一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26478