一、空化水射流清洗的实验研究（论文文献综述）
王佳祥[1]（2021）在《油管清洗空化射流喷头内流特性研究及寿命预测》文中认为目前,随着我国油田开发进入中后期,为保持持续稳定的原油产量,大力发展了三次采油技术。随着油田聚合物驱和三元复合驱采油推广应用,油管结垢问题严重,聚驱和三元复合驱使油管上的垢蚀成分与性质发生显着变化,油井结垢成分经历了以碳酸垢为主、碳酸垢与硅垢并存和以硅垢为主3个阶段,现有技术难以实现有效清洗,甚至造成油管基体的损坏及成本显着增加,并且在后场清洗会很大程度上增加采油成本。急需提出一种高效、低成本、绿色环保的在井场清洗油管的方式。空化水射流清洗技术因其具有节能、环保等优点,本文采用该方法对油管内壁进行清洗。它是将空化现象与水射流技术相结合,利用空化气泡溃灭产生的高温高压的冲击波和微射流来增强射流打击效果,其清洗效果好、成本低,被广泛应用于石油、化工、环保等领域的工业清洗中。但对油管内三元垢的清洗研究较少,且其冲蚀磨损寿命预测研究较少。本文针对清洗62mm内径结垢油管设计了空化单喷嘴,基于RNG K-E湍流模型,Mixture模型和ZGB空化模型,对空化喷嘴流场进行数值模拟,研究不同扩散段角度与扩散段长度对空化的影响,确定了空化喷嘴最佳结构参数。通过数值模拟方法,研究空化喷嘴不同靶距,不同喷射角度的流场,得到了其压力场、速度场、气相体积分数的分布规律,并结合油管清垢实验,得到了油管清洗最佳靶距和喷射角度。依据空化喷嘴的最优喷射角度及靶距,设计旋转自进空化喷头结构,采用数值模拟的方法对其流场进行分析,得到流场的速度场、压力场的分布规律、不同压力条件下旋转自进喷头的扭矩、自进力以及射流打击力。开展了空化喷头自进力测试实验,测得了不同压力条件下旋转自进空化喷头的自进力,与模拟结果吻合,验证了数值模拟的准确性。开展了室内油管清洗实验及井场清洗实验,清洗后的油管内壁基本可见金属原色,实现了三元结垢油管的有效清洗。基于离散相模型,冲蚀磨损模型对空化喷嘴进行冲蚀磨损模拟,得到冲蚀磨损主要发生在入口腔尾部、谐振腔尾部、圆柱段前端及扩散段的位置。当压力达到20MPa时,预计空化喷嘴可以使用56.8个小时。本研究设计了旋转自进空化射流油管清洗喷头结构,并对其流动特性和冲蚀磨损规律进行了分析,实现了三元结垢油管的有效清洗,可为油管清洗技术提高、降低成本提供技术支持。
李洪盛[2]（2020）在《自激振荡脉冲射流破岩性能研究》文中进行了进一步梳理针对硬岩巷道掘进工作面岩石破碎效率低以及机械刀具磨损严重等问题,综合运用岩石破碎理论、弹性波动力学理论以及流固耦合理论,并结合数值模拟以及试验研究,开展自激振荡脉冲射流破岩性能研究,旨在揭示岩石在自激振荡脉冲射流作用下的破坏机理,探寻自激振荡喷嘴结构参数以及运行参数对截割载荷和机械刀具温度的影响规律,为提高硬岩巷道掘进装备破岩效率提供科学依据。以流体力学为基础,建立自激振荡脉冲射流的频域相似网络模型,研究自激振荡脉冲射流振荡机理、幅频特性及其产生条件,定性分析系统自激振荡装置结构参数及流体参数对射流振荡特性的影响规律;其次,基于冲击波理论建立水射流冲击破岩波动方程,分析脉冲水射流破岩裂纹扩展机理;进而,采用断裂力学建立脉冲水射流辅助机械刀具破岩数学模型,分析机械刀具在有无水射流辅助情况下的载荷分布特性,并建立水射流辅助机械刀具破岩时刀具温升理论公式,探究自激振荡脉冲射流对于机械刀具的冷却效果。为探究自激振荡脉冲射流产生微观机理与结构参数对脉冲射流振荡性能影响规律,建立不同结构尺寸的自激振荡喷嘴物理流场数值模型,并在相同工况下进行自激振荡脉冲射流喷嘴出口处的流量测试试验,验证数值模拟对自激振荡性能预测的可靠性;结合数值模拟探究自激振荡脉冲射流涡环演化过程及其对脉冲射流速度的影响,进一步揭示自激振荡脉冲射流形成过程及微观机理;最后,分析自激振荡喷嘴结构参数及系统压力对脉冲射流振荡性能的影响,为自激振荡脉冲射流喷嘴的设计提供依据。为揭示自激振荡脉冲射流破岩裂纹扩展微观机理,采用SPH-FEM耦合算法建立连续水射流及脉冲水射流冲击破岩数值模型,并利用相同工况下的射流破岩试验验证数值模型的有效性及准确性;从微观角度分析脉冲水射流冲击破岩过程,包括粉碎区的产生、裂纹的萌生及扩展,揭示脉冲水射流冲击下的岩石裂纹扩展机理、损伤演化过程以及应力传播与衰减规律;研究不同脉冲振幅、脉冲频率和围压下岩石的破碎机理及性能,为自激振荡脉冲水射流辅助机械刀具破岩性能研究提供指导。为获得自激振荡脉冲射流的结构参数、系统压力、冲击靶距和岩样特性与岩石破碎形貌、破碎体积、比能耗的变化规律,基于高压水射流试验系统开展自激振荡脉冲射流破岩性能试验研究,探究岩石破碎过程中射流流态演化过程,掌握岩石起始破碎压力以及起裂压力与岩石抗压强度的关系,指出岩石破裂形貌与冲击靶距之间的变化趋势,并通过正交试验获得岩石破碎性能最佳参数组合,为自激振荡脉冲射流辅助机械刀具破岩性能研究提供技术指导。为分析自激振荡脉冲射流辅助机械刀具破岩性能研究过程中截割载荷与刀具温度的变化趋势,利用高压水射流破岩系统以及单齿截割破岩试验系统研究射流系统压力、振荡腔腔长、截面锥角以及横移速度对机械刀具降载减磨特性的影响规律,试验结果表明自激振荡脉冲水射流具有减少机械刀具截割载荷的作用,也具备降低温度进而减少机械刀具磨损的能力。该论文有图125幅,表10个,参考文献178篇。
刘钢[3]（2020）在《射流喷嘴内液体空化初生瞬态影响因素研究》文中进行了进一步梳理自激振荡脉冲水射流（SEOPW）比连续射流和外激脉冲射流相比有许多优点,水射流技术在大型设备的清洗领域有广泛的应用。根据大型储存设备的清洗特点和要求提出低压自激脉冲空化射流清洗方法。查阅射流和脉冲空化射流的特点与国内外研究现状,了解低压自激脉冲空化射流的研究价值和广阔的应用前景,总结低压自激脉冲空化射流研究存在的问题。对喷嘴的几何形状与水射流的脉冲及空化效果之间的关系还缺乏认识,需要对喷嘴内部流场进行全面和准确的研究。为了更好地利用SEOPW技术,同时也为了达到最佳清洗效果。在前人研究的基础上对喷嘴在不同流量下的工作状态进行实验研究和数值模拟研究,对喷嘴不同的腔室长度对脉动压力的影响以及通过实验并对涡的分布进行研究;还对不同腔室半高度、不同腔室前倾角度,不同喷嘴出口管直径等方面对清洗效果的影响进行研究。从空化形态,压力脉冲次数和速度脉动幅值以及冲蚀效果以及流场中的压强分布等方面分析。对自激脉冲空化射流喷嘴在未发生空化前和空化发生后都进行了流场数值模拟,充分来了解空化发生时的状态和腔室内流场的特点。自行设计自激振荡空化射流实验流程并搭建实验装置,通过实验的研究结果发现了当流量是影响因素时,喷嘴内不发生空化冲洗效果远低于在腔室内发生空化现象时的冲洗效果;当流量增加至大于2.7 m3/h时,腔内开始出现空化,合理预测空化泡的产生位置和空化状态;在流量Q=7.2 m3/h时,速度脉动幅值约为17.25 m,压力脉动1s中产生的次数达到86次,居于最高;在冲蚀效果实验中,流量对冲蚀圆的外径影响很小,冲蚀率随着流量的增加先增大,在Q=7.2 m3/h达到峰值,随后呈现略微下降趋势;不同长度的腔室对自激振荡脉冲效果不同,当腔室长度=6cm时,4s内峰值个数为590,居于最多,压力振动幅值也最激烈,同时可以明显看出由剪切层隆起的小涡的产生、生长、运动和坍缩的各个阶段状态;而当腔室长度过长时,流动混合足够均匀,减弱了振荡脉冲特性。利用数值模拟,优选出腔室长度最佳为6cm;优选出最佳腔室半高度为50mm,此时1s内速度峰值的个数为123个,压力脉动次数为123次,居于最大峰值数,优选出最佳下游喷嘴出口管径为16 mm,此时1s内速度峰值的个数为126个,1s内压力脉动次数为85次,优选出最佳腔室前倾角度为54°,此时1s内速度峰值的个数为96个,压力脉动次数为85次。综合以上结果,得到了产生合理的最佳的空化脉冲效果的参数组合。
曹荣祯[4]（2020）在《基于流体可压缩性的淹没水射流空化流动数值模拟》文中进行了进一步梳理空化射流运动中,空化云团的溃灭能带来极大的压力冲击,这极高的提升了射流的作业效率,而淹没水射流技术由于能够在射流过程中产生大量的空化得到了人们关注。淹没水射流技术具有冲蚀能量强、材料耗损少、绿色环保等优点,在材料的清洗与破碎、有毒物质的分离、污水处理等许多方面都得到了应用与研究。本文利用Fluent模拟了淹没式喷嘴射流的完整空化过程,并对计算结果进行了验证与分析,主要的内容有:（1）第一章,介绍了淹没式空化射流的国内外研究现状,论述了本文课题研究的背景与意义,确定了课题研究的重点内容。（2）第二章,对本文数值计算所需要的数学模型进行了简单介绍。（3）第三章,在选择合适边界条件基础上,对模型进行了基于流体可压缩性的仿真模拟,并将计算结果与现有的实验数据进行对比,验证了所建立的计算模型,同时对模型进行了网格无关性分析。（4）第四章,介绍了湍流粘度修正的方法,并在不同的湍流粘度修正状况下进行仿真计算,发现在密度函数中指数n取值较高时,流场中的空化会更加剧烈,空化较多的流场中,射流速度的衰减会更慢,射流能量也能够传递到更远的位置。（5）第五章,观察了淹没射流中空化的完整演化过程,发现空化最初发生在喉管入口处,气泡云在向下游运动的过程中逐渐膨胀,成长后的气泡云会在喷嘴出口处周期性的脱落与溃灭。对空化气穴溃灭激波进行了研究分析,发现空化云团溃灭时会产生剧烈的瞬时压力脉冲,激波的传递速度很快,其传播会对周围的流场压力分布产生明显的影响,加快周边空化云团的溃灭过程,同时抑制新生的附着型空化运动。对流场中的回射流发展过程及由回射流引起的近壁点速度变化做了研究,发现回射流会引起近壁点位置剧烈的速度波动,同时流场中前一周期存在的空化云团规模越大时,回射流的速度也越快。本文的最后对所有的研究内容与结论进行了总结,并展望了此课题后续能够进一步讨论的相关方面。
杨勇飞[5]（2020）在《淹没式高压水空化射流机理及空泡冲击波强化金属性能研究》文中提出高压水射流技术具备冲击力强、高效、清洁等优点,被广泛应用于船舶清洗、矿产开采以及金属切割等领域。当高压水射流处于淹没状态时,射流边界在强剪切作用下产生大量空泡,通过对流场中空泡的合理利用,可以在同等工作压力下使射流的冲击性能得到显着提高。采用空化射流对金属材料进行冲击,利用空泡在材料表面溃灭时的冲击波及微射流水锤作用,可使材料表层晶粒结构发生变化,提高表面硬度并形成残余压应力,从而达到提高材料表面性能的效果,但是如果对空化射流控制不当,强烈的空泡冲击则可能对金属表面产生汽蚀破坏。因此,研究淹没式高压水射流空化发生机理,掌握不同工况下射流的空化程度以及冲击波特性,对开发绿色、高效的金属表面强化工艺具有重要意义。本文在江苏省重点研发计划竞争项目“大容量高参数水力机械叶片空泡冲击波强化抗汽蚀磨蚀技术研发”（项目编号:BE2017126）的资助下,对淹没式空化水射流空泡形成机理及空泡冲击波强化金属效果进行了系统研究。本文的主要研究工作及所取得的创新成果有:（1）搭建了高压水空化射流可视化实验系统,基于高速摄影获取了不同空化数及喷嘴几何参数下空化射流的非定常演化特征,采用本征正交分解（POD）算法提取了空化射流空泡云的空间模态及时间系数,通过时间系数分析获得了空泡云脱落频率。基于不同工况以及不同喷嘴的射流速度场PIV测量,掌握了淹没式高压水射流气液两相流速度场的分布规律。研究发现,淹没式高压水射流空泡云的发展具有周期性脱落现象,每个周期伴随着空泡团的生长、脱落和溃灭三个阶段,而空泡云的溃灭主要发生在脱落之后,不同的喷嘴、不同空化数下射流的空化程度及空泡云的周期性特征具有明显差别。淹没式空化射流速度场具有较好的自模性,无量纲速度分布符合指数函数特征,空化数的变化对速度在径向的分布影响不大,而喷嘴几何形状对速度分布具有较大影响。（2）采用Zwart-Gerber-Belamri空化模型结合多种湍流模型对淹没式高压水空化射流流场进行模拟分析,研究了湍流模型的旋涡解析尺度对射流空化预测准确性的影响,发现RANS模型受时均处理影响而无法获得射流剪切层内旋涡结构,计算得到的空泡仅分布于喷嘴出口处,与真实情况相差甚远;而RANS-LES混合模型对空化射流的模拟结果较好,其中SBES模型比DES模型在剪切层失稳方面的预测性能更好,在不同空化数下的模拟结果均与实验结果相吻合。根据计算结果对喷嘴出口处剪切层内空泡体积分数、相变率、涡量以及湍动能进行对比分析,发现涡量主导的区域呈间断分布,且所对应相变率也较高,表明剪切空化主要由旋涡中心的低压引起。不同空化数下速度在径向分布的无量纲曲线基本重合,并且与实验所拟合的速度公式吻合较好,验证了公式在低空化数下的适用性。（3）基于数值计算对角型喷嘴的空化性能进行正交试验,分析了影响角型喷嘴空化性能的关键因素,获得影响空化性能的主次顺序为:出口扩张角α>出口段长度L3>喉管长度L2>收缩段长度L1。针对影响空化性能的主要因素,研究了不同喷嘴出口形状以及出口角度对空化性能的影响,发现角型喷嘴的出口角度为60°时空化性能要优于40°和80°的情况,表明该类型喷嘴出口角在研究取值范围内存在一个最优值。通过对无哨嘴、圆柱型哨嘴及扩张型哨嘴三种出口形式的风琴管喷嘴进行模拟分析,发现带扩张型哨嘴的喷嘴性能最优,无哨嘴的喷嘴性能次之,带有圆柱型哨嘴的喷嘴性能最差。（4）分别采用气体状态方程、Tait方程对气体和液体的可压缩性质、声学传播性质进行定义,基于ANSYS Fluent软件通过自定义方程（UDF）建立了介质密度与当地压力关系,结合多相流VOF界面追踪方法,通过基于压力的求解算法对无限域和近壁面处激光诱导空泡的动态发展过程进行模拟,分析了空泡溃灭时所产生的冲击波在流体介质内的传播规律以及对材料表面所形成的冲击载荷特征,采用有限元算法模拟了铝合金材料在空泡冲击波瞬态非线性载荷下的应力应变特征。研究发现当空泡溃灭所产生的冲击波最外层波面到达壁面时,壁面处的载荷迅速上升,在此期间材料的应变以及内部应力也随之增大,当冲击结束后材料的弹性变形完全消失,并在中心部位留下残余压应力。（5）采用高压水空化射流分别对铝合金Al1060、Al6061以及304不锈钢进行了冲击试验,通过测量冲击前后Al1060质量损失对比分析空化射流的冲击性能,采用场发射电镜扫描仪对冲击材料表面形态进行观察,同时测量了受冲击材料表层不同深度处硬度以及残余应力,对空化水射流强化材料的效果进行分析。研究发现,各类型喷嘴在特定压力下均存在相应的最优靶距,改变喷嘴出口形状对最优靶距影响不大,但冲击性能会发生较明显的变化,带扩张型哨嘴的喷嘴冲击Al1060材料时质量损失的速率最快。通过空化射流的冲击后,铝合金Al6061表层硬度可由70 HV提升至82.5 HV,最大残余应力达到151 MPa,冲击时间为5min时表面开始发生塑性变形,冲击时间达到10 min时表层开始发生疲劳剥落;304不锈钢硬度可由200 HV提升至264HV,当冲击时间达到10 min后,继续冲击不锈钢材料表层的硬度几乎不再发生变化,当冲击时间达到20 min后,不锈钢材料表面开始发生塑性变形。根据实验结果分析,对于铝合金类的材料空化水射流冲击强化时间应控制在5 min左右,对于不锈钢材料空化水射流冲击强化时间则应控制在10 min左右。
崔立华[6]（2020）在《自振射流流体瞬态频率特性与仿真研究》文中进行了进一步梳理自振射流因具有强烈的空化作用,被广泛应用于深海资源开采领域,而其频率特性直接影响空化效果,进而影响射流的冲蚀特性。但是在复杂的深海环境下,自振射流的频率特性因受射流非定常瞬态流动及其周围环境因素的影响,其频率结构与空化特性的关系一直不清,影响了射流空蚀效果的进一步提高。本文针对自振射流瞬态流动特点,研究自振射流频率特征、时频特性、空化特性以及多物理场作用,建立流场特性与空化作用、打击冲蚀效果之间的评价体系。本文首先阐述了自振射流的瞬态流动特性及频率特征,基于水声学原理、流体瞬变流理论,分析了自振射流喷嘴的声学共振频率特征;基于空化空泡动力学,探讨了流场域空化频率特性;基于此获取了自振射流的特征频率组成。考虑深海高围压环境,结合自振射流多物理场实验平台,依据自振射流的频域响应,设计了自振射流喷嘴的物理结构。基于自振射流流场频带组成,对风琴管式自振射流喷嘴的频域结构进行解调分析,提取了共振频率及其谐波、空泡振荡频率、游移空化频率以及这几类特征频率相互作用形成的相干频率。在此基础上,研究自振射流的空化指示特性,给出不同空化状态的特征频率组成经验公式。基于自振射流频域结构的解调分析,考虑自振射流流体压力脉动信号的非稳态特性,提出采用时频分析方法研究自振射流共振频率的时变特性。对比研究Morlet小波变换耦合小波脊线、同步压缩小波变换耦合小波脊线两种时频分析方法,并在可行性、降噪性能、以及工程应用性三个方面进行验证。在此基础上对深海高围压环境压力脉动信号进行时频分析,获取信号的时频特性及非平稳特性。针对自振射流的非定常瞬态流动特点,采用CFD数值仿真方法,建立自振射流湍流空化模型,运用自振射流共振频率及其谐波进行验证,获取自振射流流场的速度分布、压力振荡及空化特性。基于自振射流的流场特性,辨识空化噪声来源,获取自振射流空化空泡的时空演变过程及其周期分布特性,研究自振射流的冲蚀效果。本文研究为在深海高围压环境下实现调制特征频率、控制空化特性、获取不同冲蚀模式提供一定的理论指导;为优化喷嘴结构、寻找最优靶距、提高打击效果提供技术支撑。
王立夫[7]（2019）在《双腔室自激振荡脉冲空化射流的数值分析》文中提出自激振荡脉冲空化射流作为一种新型水射流技术,广泛应用于大型油罐底泥清洗、船体清洗、湖泊油污清洗以及破岩碎石、油气开采等工业领域。在工程应用中,发现喷嘴结构直接影响着自激振荡脉冲空化射流的清洗效率,为此本文在单腔室自激振荡脉冲喷嘴的基础上,提出建立串联式双腔室自激振荡脉冲喷嘴,通过对其内、外流场进行数值模拟,优化喷嘴的结构参数,旨在提高喷嘴空化程度和射流的冲击力,改善罐底、船体及锈迹的清洗效果,因此本文的选题和研究具有重要的工程应用价值和理论意义。通过对Helmholtz单腔室结构喷嘴、风琴管单腔室结构喷嘴、双腔室结构喷嘴内流场的数值模拟,发现双腔室结构喷嘴的空化程度和清洗效果明显优于单腔室结构喷嘴,因此提出将Helmholtz单腔室结构喷嘴与风琴管单腔室结构喷嘴前后串联以建立一种新型串联式双腔室自激振荡脉冲喷嘴。对建立的串联式双腔室结构喷嘴,首先进行不同来流雷诺数、腔长比、腔径比等参数条件下的内部流场数值模拟,结果表明:当来流雷诺数从Re1=2.98×105增大到Re4=4.31×105时,喷嘴腔室内空化程度先增大后减小;当腔长比Q=0.67或腔径比W=1.20时,喷嘴腔室内空化程度高,同时腔室内具有对称度高的速度涡环,可以促进脉冲空化的发生;当前后腔室腔距l2=30mm时腔室内湍动能变化剧烈,说明有能量的大量交换;进出口直径比D为0.32～0.75时腔室内空化程度先增后减,进出口直径比的改变对产生脉冲影响较为剧烈;当腔室角度θ=60°时,在一个计算周期中30ms～90ms内腔室内湍动能变大,说明能量交换剧烈,90ms～150ms内湍动能减小并趋于稳定,说明这时空化已趋于稳定;当腔长为40mm、腔径为120mm时腔室内速度涡环对称度高,有利于能量输出。其次,在改变进口入射压强、靶距、腔长比等参数条件下对串联式双腔室结构喷嘴的外部流场进行数值模拟,发现当进口入射压强从1.1MPa增加到4.4MPa的过程中,压强每增加1倍时速度增加20～76m/s;随着靶距从100mm增加到400mm,空化程度先增大后减小,当靶距为400mm时空化泡在空气中溃灭无法作用在清洗物表面,而靶距为300mm时清洗效率最优;当腔长比Q=0.67或腔径比W=1.20时,在清洗物表面均产生较高的动能,因而清洗效果好;前后腔室腔距l2=30mm或进出口直径比D=0.43时,清洗物表面速度分布较均匀,清洗效果较理想;当腔室角度θ=60°时清洗物表面具有较高的动能,因此具有较好的清洗能力;当腔长为40mm、腔径为120mm时表面具有较大的冲击力,清洗效率高。通过对建立的串联式双腔室结构喷嘴的内、外流场进行数值模拟,获得串联式双腔室喷嘴结构的优化参数,不仅提高了喷嘴空化程度和射流的冲击力度,改善罐底、船体及锈迹的清洗效果,也为自激振荡脉冲空化射流的工程应用提供一种新方法。
谭中锐[8]（2019）在《TC4钛合金空化水喷丸工艺及机理研究》文中研究说明空化水喷丸是利用空化水射流中空泡群溃灭的能量冲击金属零件表面,使其表面产生强化效果的一种新技术,具有表面质量好、绿色环保、通用性高等诸多优点。本文针对空化水喷丸技术中靶距和入射压力的选择缺乏依据、多工艺参数优化和强化机理的研究较少等问题展开了系统的研究,以期推动该技术的进一步发展与应用。本文的主要研究内容和结论如下:基于理论分析法建立了淹没空化水射流中单空泡的空泡动力学模型,利用MATLAB求解获得了其运动特性和压力脉动的变化规律。基于FLUENT对近壁面空泡溃灭进行数值模拟,得到了空泡到固壁面距离和空泡初始半径对空泡溃灭形态及力学作用的影响规律。基于FLUENT对不同入射压力（P）和喷嘴直径（d）下的空化水射流进行数值模拟,结果表明:射流空化性能随着入射压力和喷嘴直径的增大而增大,但是当P=40MPa左右时,继续提高入射压力对射流的空化性能影响较小,气相体积之和在d=1.8mm时出现了小幅下降。结合高速摄影实验研究了空泡云动态演变过程,结果表明:空泡云具有明显的初生-发展-脱落-溃灭的周期性;在相同入射压力下,空泡集中溃灭范围与喷嘴直径之比的值大致相同。在此基础上,确定了空化水喷丸相关工艺参数的选取范围。以TC4钛合金为例,引入空化水喷丸工艺参数优化所涉及的因素水平与评价指标,结合正交试验研究各因素对各评价指标的影响规律;并运用模糊数学综合评价法将多个评价指标转化为单目标进行优化分析,得到了工艺参数的优化组合为A2B4C3D3,即喷嘴直径为1.4mm,入射压力为40MPa,无量纲靶距为72.5,喷丸时间为27.5min,此时试样的表面残余压应力为846MPa,表面粗糙度为0.79μm,表面显微硬度为441HV,其综合评分为92.9538,在正交试验方案中最高。对TC4钛合金空化水喷丸的表面完整性及强化机理进行了研究,结果表明:空化水喷丸形成的凹凸形貌过渡区具有连贯平滑的特性,在高喷丸强度下表面粗糙度仅为0.79μm。塑性变形层层深在高喷丸强度下及过喷时基本达到饱和值:5560μm,部分粗大的α相晶粒内形成形变孪晶。随着喷丸强度的提高,表层晶粒逐渐细化并发生自纳米化。试样显微硬度场和残余应力场的影响深度最大可达130μm,除过喷情况外,残余压应力的最大值均出现在试样表面。在试样发生过喷时,其表面发生空蚀破坏,表面粗糙度和平均微观应变激增,表面显微硬度和表面残余应力出现较大的下降,该现象应予以避免。
蔡春雷[9]（2019）在《超空泡高压水射流用于海水换热器管道清洗的研究》文中研究说明在海水换热器中,由于长时间在海水环境中工作,换热器管道壁面会积累大量海洋生物质污垢附着,从而对海水换热器效率、使用年限造成很大的影响。传统的清洗手段如化学清洗、高压水射流清洗等无法高效且安全的清洗管道壁面。本文创新性的提出了超空泡高压水射流清洗技术,将应用于海战武器中的超空泡技术与常规高压水射流技术结合,利用超空泡技术的减阻原理,使高压水射流清洗能够具有更高的射流速度,达到更远的清洗距离,从而更高效的清洗海水换热器管道污垢附着。首先,本文以超空泡高压水射流清洗技术为研究对象,介绍了其相关理论基础。超空泡技术目前主要应用于海战武器中,用以减少航行体在水中的阻力。超空泡理论源于空化原理,判断空化发生与否的依据是空化数σ。同时,还探讨了高压水射流清洗的机理以及空化泡在管道壁面附近溃灭的模型。其次,针对超空泡高压水射流清洗海水换热器管道的实验,本文设计了超空泡高压水射流喷嘴,并考虑了各方面的结构参数;之后还对整套实验装置进行设计搭建。再次,本文对超空泡高压水射流及常规高压水射流流场进行仿真分析,得到两者在射流速度、压力等参数的区别;针对通气量及射流压力对超空泡高压水射流清洗的影响,笔者也开展了相关的仿真研究;之后,针对单个空化泡在管道近壁面成长至溃灭的过程进行模拟,得到空化泡在整个过程中各个时间点压力及由此产生的射流速度值等参数。然后,笔者开展了超空泡高压水射流用于清洗换热器管道的实验研究。探究了超空泡高压水射流对换热器钛管的清洗特性,并与常规高压水射流清洗现象进行对比,分析超空泡高压水射流清洗的优势,除此之外,通过实验探究了人工通气量大小及射流压力的高低对于超空泡高压水射流清洗效率的影响。最后,对实验中使用的清洗钛管与未被清洗钛管进行理化检验,探究超空泡高压水射流清洗是否对金属钛管内壁面造成结构性损伤。
仝汉[10]（2019）在《水力与机械联合清洗管道技术研究》文中研究指明随着高含水油井的开发难度逐渐增大,采油成本不断升高,通过加大油井油管修复和回收的力度,可显着降低油田综合作业成本。而油管修复质量则是油井作业质量及效率的关键影响因素,,因此如何提高油管修复质量,显着延长检泵周期,减少作业返工,最终实现降本增效目的,是目前需要研究解决的主要技术难题之一。常规方法通常存在清洗质量不佳、清洗效率普遍偏低等问题,且容易污染环境,成本较高。因此,设计有效的清洗结垢油管装置,优化管道清洗方法,对提高油管修复质量及清洗效率有着重要的现实意义。为有效解决高结垢硬度管道清洗难题,基于管道清洗技术相关理论的充分调研及分析,提出了水力与机械联合清洗管道技术的研究思路。利用自主研制的超高压射流破岩装置,室内研究了压力、喷射角度、靶距等主要参数对射流破岩效果的影响规律,为水力与机械联合清洗提供可靠的技术参数。结果表明,喷嘴直径、喷射角度、喷嘴移动速度一定时,喷射压力越高,破岩效果越好,且随着压力增大,最优靶距不断增加。当喷嘴移动速度为2.97 m/s时,可充分有效利用高压水射流能量,提高管道清洗效率,且此时最优喷射角度为12°～14°。基于水力与机械联合清洗管道技术原理,设计了水力与机械联合清洗管道装置;研制出了专用的旋转式高压喷头,进行了参数优化设计,并完成了水力与机械联合清洗管道现场试验。结果表明,自主研制的水力与机械联合清洗管道装置清洗后的油管内壁干净,有金属光泽,清洗除垢率达到98%以上,一次性通径规全部通过,且清洗时间显着减少,相对一般水射流清洗的效率及质量大幅提高,有效降低了油井油管的修复成本。该技术为解决管道严重结垢清理难题提供了可靠借鉴。
二、空化水射流清洗的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、空化水射流清洗的实验研究（论文提纲范文）
（1）油管清洗空化射流喷头内流特性研究及寿命预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 油管清洗研究状况 |
| 1.3 空化喷嘴设计研究现状 |
| 1.4 空化射流数值模拟与实验研究 |
| 1.5 冲蚀磨损研究现状 |
| 1.6 论文的主要研究内容 |
| 第二章 空化水射流的原理及空化喷嘴的设计 |
| 2.1 空化射流相关理论 |
| 2.1.1 空化射流清洗原理 |
| 2.1.2 空化基本概念 |
| 2.1.3 空化数 |
| 2.1.4 空化射流的清洗机理 |
| 2.2 空化水射流及油管相关参数 |
| 2.2.1 空化水射流速度 |
| 2.2.2 空化射流打击力 |
| 2.2.3 有效清洗面积 |
| 2.2.4 油管主要参数 |
| 2.3 空化喷嘴类型选择 |
| 2.4 风琴管喷嘴的主要结构参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 空化喷嘴结构设计优化与流场特性分析 |
| 3.1 数值模拟及空化喷嘴结构参数的优选 |
| 3.1.1 多项流模型的选择 |
| 3.1.2 湍流模型的选择 |
| 3.1.3 空化模型的选择 |
| 3.1.4 边界条件确定 |
| 3.1.5 网格无关性检验 |
| 3.1.6 确定最佳空化喷嘴结构 |
| 3.2 不同靶距的空化单喷嘴内流特性分析 |
| 3.2.1 压力场分析 |
| 3.2.2 速度场分析 |
| 3.2.3 气相体积分数分析 |
| 3.2.4 有效清洗面积比较 |
| 3.2.5 不同靶距各因素比较 |
| 3.3 不同喷射角度空化喷嘴的内流特性分析 |
| 3.3.1 网格划分及无关性分析 |
| 3.3.2 压力场分析 |
| 3.3.3 速度场分析 |
| 3.3.4 气相体积分数分析 |
| 3.3.5 有效清洗面积分析 |
| 3.4 进行空化喷嘴最佳喷射角度及靶距实验 |
| 3.4.1 油管清洗试验测试平台简介 |
| 3.4.2 最佳靶距测试 |
| 3.4.3 最佳喷射角度测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 旋转自进空化喷头的设计与实验研究 |
| 4.1 空化喷头结构的设计 |
| 4.1.1 喷头自进力分析 |
| 4.1.2 确定空化喷头结构 |
| 4.1.3 网格划分及无关性分析 |
| 4.2 旋转自进空化喷头内流特性分析 |
| 4.2.1 喷头压力场分析 |
| 4.2.2 喷头速度场分析 |
| 4.2.3 喷头流量、自进力及扭矩分析 |
| 4.2.4 流场迹线图分析 |
| 4.3 旋转自进空化喷头的实验研究 |
| 4.3.1 实验系统 |
| 4.3.2 自进力测试实验 |
| 4.3.3 室内油管清洗实验 |
| 4.3.4 井场清洗实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 空化喷嘴的寿命预测 |
| 5.1 空化喷嘴冲蚀磨损的形式 |
| 5.2 数值模拟模型 |
| 5.2.1 连续方程 |
| 5.2.2 动量守恒方程 |
| 5.2.3 Realizableκ-ε模型 |
| 5.2.4 DPM模型 |
| 5.3 边界条件的处理 |
| 5.4 数值模拟结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）自激振荡脉冲射流破岩性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 水射流辅助机械刀具破岩概述 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.5 已有研究存在的问题 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 2 自激振荡脉冲射流辅助机械刀具破岩理论研究 |
| 2.1 自激振荡脉冲射流振荡特性分析 |
| 2.2 脉冲射流破岩理论研究 |
| 2.3 机械刀具破岩理论研究 |
| 2.4 脉冲射流辅助机械刀具破岩理论研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 自激振荡脉冲射流流场特性分析 |
| 3.1 自激振荡脉冲射流剪切层的不稳定性 |
| 3.2 自激振荡腔的几何模型和网格划分 |
| 3.3 数值模型校验 |
| 3.4 数值模拟结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 自激振荡脉冲射流破岩机理及性能数值模拟研究 |
| 4.1 自激振荡脉冲射流冲击破岩数值模型 |
| 4.2 本构模型及材料参数 |
| 4.3 自激振荡脉冲射流冲击下岩石损伤演化规律 |
| 4.4 自激振荡脉冲射流冲击下岩石破坏机理 |
| 4.5 自激振荡脉冲射流破岩性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 自激振荡脉冲射流破岩性能试验研究 |
| 5.1 自激振荡脉冲射流破岩试验系统及方案 |
| 5.2 自激振荡脉冲射流冲击破岩的流态演化 |
| 5.3 自激振荡脉冲射流冲击破岩性能 |
| 5.4 最佳破岩性能参数组合 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 自激振荡脉冲射流辅助机械刀具破岩性能研究 |
| 6.1 试验系统及方案 |
| 6.2 自激振荡脉冲射流辅助机械刀具破岩过程分析 |
| 6.3 自激振荡脉冲射流预裂隙对机械刀具降载减磨特性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）射流喷嘴内液体空化初生瞬态影响因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 射流喷嘴研究现状 |
| 1.2.2 自激振荡喷嘴研究现状 |
| 1.2.3 射流清洗研究现状 |
| 1.2.4 空化射流研究现状 |
| 1.3 水射流分类 |
| 1.4 研究主要内容 |
| 第二章 非定常空化模型理论分析 |
| 2.1 空化模型的分析 |
| 2.1.1 Singhal完全空化模型 |
| 2.1.2 Zwart-Gerber-Belamri模型 |
| 2.1.3 Scherr-Sauerkraut模型 |
| 2.2 空化的影响因素分析 |
| 2.2.1 湍动的影响 |
| 2.2.2 速度梯度的影响 |
| 2.2.3 气泡速度与液体的相对速度的影响 |
| 2.2.4 气泡破裂与合并的影响 |
| 2.3 粘性应力的影响 |
| 2.4 湍流模型的选取 |
| 2.5 滤波函数 |
| 2.5.1 截止尺度 |
| 2.5.2 大涡的运动方程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 流量对空化射流效果影响的研究 |
| 3.1 实验装置与测量方法 |
| 3.2 数值模拟的设置 |
| 3.3 喷嘴内空化发生前流动研究 |
| 3.3.1 射流喷嘴内涡量分区 |
| 3.3.2 射流喷嘴压力和速度脉动分析 |
| 3.4 喷嘴内空化射流流动研究 |
| 3.4.1 湍流强度的对空化影响 |
| 3.4.2 空化射流喷嘴内压力分区 |
| 3.4.3 空化射流喷嘴内空化状态分析 |
| 3.4.4 喷嘴出口的压力和速度分析 |
| 3.5 冲蚀效果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 喷嘴结构参数优化 |
| 4.1 腔室长度优化 |
| 4.1.1 脉动速度分析 |
| 4.1.2 涡量分析 |
| 4.1.3 压力、速度云图分析 |
| 4.1.4 实验影像对比分析 |
| 4.2 腔室半高度优化 |
| 4.2.1 压力、速度云图分析 |
| 4.2.2 脉动压力、速度分析 |
| 4.3 喷嘴出口管径优化 |
| 4.3.1 压力、速度云图分析 |
| 4.3.2 脉动压力、速度分析 |
| 4.4 腔室前倾角度优化 |
| 4.4.1 压力、速度云图分析 |
| 4.4.2 脉动压力、速度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（4）基于流体可压缩性的淹没水射流空化流动数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 水射流及淹没式水射流 |
| 1.1.2 空化 |
| 1.1.3 淹没式射流空化研究意义 |
| 1.2 射流空化现象国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 第2章 数学模型概述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多相流模型 |
| 2.2.1 混合模型概述 |
| 2.2.2 混合模型主要方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.3.1 Fluent湍流模型概述 |
| 2.3.2 重整化群(RNG)k-ε模型 |
| 2.4 Fluent壁面函数概述 |
| 2.4.1 标准壁面函数 |
| 2.5 空化模型 |
| 2.5.1 Fluent空化模型 |
| 2.5.2 Zwart-Gerber-Belamri空化模型 |
| 2.6 Fluent求解离散方程算法概述 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 淹没空化水射流模型验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 流体可压缩模型 |
| 3.2.1 流体可压缩性概述 |
| 3.2.2 可压缩模型主要方程 |
| 3.3 水射流几何模型建立与网格划分 |
| 3.3.1 水射流方案二维几何建模 |
| 3.3.2 模型网格划分 |
| 3.4 水的物理性质及计算边界条件 |
| 3.5 仿真结果分析 |
| 3.5.1 速度云图 |
| 3.5.2 压力云图 |
| 3.5.3 空化云图 |
| 3.6 网格无关性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 湍流粘度修正对流场特性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 湍流粘度概述及修正 |
| 4.2.1 湍流粘度(Turbulent viscosity) |
| 4.2.2 湍流粘度修正 |
| 4.3 不同程度湍流粘度修正对淹没射流流场空化的影响 |
| 4.3.1 湍流粘度修正后空化气穴形态仿真结果分析 |
| 4.3.2 湍流粘度修正后流场内空穴体积分数变化 |
| 4.3.3 湍流粘度修正后流场内速度特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 淹没式可压缩水射流空化特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 淹没式可压缩水射流喷嘴处空化演化过程 |
| 5.3 空泡溃灭激波分析 |
| 5.3.1 空泡溃灭激波现象概述 |
| 5.3.2 脱落空泡溃灭过程 |
| 5.3.3 空泡溃灭激波发展过程 |
| 5.3.4 空泡溃灭激波压力波动分析 |
| 5.4 回射流现象分析 |
| 5.4.1 回射流现象概述 |
| 5.4.2 回射流发展过程 |
| 5.4.3 回射流速度特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）淹没式高压水空化射流机理及空泡冲击波强化金属性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 空泡动力学与空蚀机理研究现状 |
| 1.3 高压水空化射流理论研究现状 |
| 1.3.1 试验研究 |
| 1.3.2 数值模拟研究 |
| 1.4 高压水空化射流技术的应用 |
| 1.4.1 高压水空化射流清洗 |
| 1.4.2 高压水空化射流破岩 |
| 1.4.3 高压水空化射流喷丸 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 淹没式高压水空化射流试验研究 |
| 2.1 高压水射流实验系统 |
| 2.2 高速摄影实验与分析方法 |
| 2.2.1 实验设备与步骤 |
| 2.2.2 空泡云瞬时特性POD降维分析方法 |
| 2.3 淹没式高压水空化射流高速摄影分析 |
| 2.3.1 不同空化数下空泡发展规律 |
| 2.3.2 喷嘴几何参数对空泡云的影响 |
| 2.4 淹没射流的PIV测量 |
| 2.4.1 PIV设备与实验方法 |
| 2.4.2 PIV测试结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 淹没式高压水空化射流的数值模拟研究 |
| 3.1 控制方程 |
| 3.1.1 多相流模型 |
| 3.1.2 空化模型 |
| 3.1.3 湍流模型 |
| 3.2 数值计算方法 |
| 3.2.1 模型建立 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 边界条件设置 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 湍流模型对比 |
| 3.3.2 模拟结果的验证 |
| 3.3.3 淹没空化射流的数值计算分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高压水射流喷嘴空化性能的影响因素研究 |
| 4.1 角型喷嘴的正交试验 |
| 4.1.1 数值模拟设置 |
| 4.1.2 角型喷嘴正交试验方案 |
| 4.1.3 角型喷嘴正交试验结果分析 |
| 4.2 不同出口形状喷嘴的性能分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 近壁面空泡溃灭冲击金属作用机理研究 |
| 5.1 空泡动力学理论 |
| 5.2 空泡溃灭过程的数值模拟研究 |
| 5.2.1 数值计算与实验方法 |
| 5.2.2 无限域空泡溃灭特性研究 |
| 5.2.3 近壁面空泡溃灭特性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 空化射流冲击金属作用效果分析 |
| 6.1纯铝空化射流汽蚀实验 |
| 6.1.1 靶距对冲击效果的影响 |
| 6.1.2 喷嘴出口形状对冲击效果的影响 |
| 6.1.3 不同冲击时间下的作用效果 |
| 6.2 空化射流强化Al6061 研究 |
| 6.3 空化射流强化304 不锈钢研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读博士学位期间取得的科研成果及参加的科研工作 |
（6）自振射流流体瞬态频率特性与仿真研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.2.1 水射流的发展 |
| 1.2.2 自振射流的发展 |
| 1.2.3 自振射流的研究意义 |
| 1.3 自振射流研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 自振射流研究存在问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 自振射流瞬态流动与频率特性 |
| 2.1 自振射流流场结构及频率反馈机理研究 |
| 2.1.1 淹没射流结构 |
| 2.1.2 常用自振射流喷嘴结构形式 |
| 2.1.3 自振射流喷嘴腔外频率反馈特性研究 |
| 2.1.4 风琴管式自振射流瞬态流场域特性 |
| 2.1.5 Helmholtz式自振射流瞬态流场域特性 |
| 2.1.6 壁面射流二次涡原理 |
| 2.2 自振射流共振频率特性研究 |
| 2.2.1 基于水声学原理的共振频率研究 |
| 2.2.2 风琴管式自振射流喷嘴固有频率 |
| 2.2.3 Helmholtz式自振射流喷嘴固有频率 |
| 2.3 自振射流空化频率特性研究 |
| 2.3.1 空化机理 |
| 2.3.2 空化泡的初生 |
| 2.3.3 空化泡的膨胀 |
| 2.3.4 空化泡的溃灭 |
| 2.3.5 空化泡的固有频率 |
| 2.3.6 空化泡分类 |
| 2.4 自振射流瞬态流场频率特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 自振射流流体压力脉动信号检测及特征频率 |
| 3.1 自振射流喷嘴结构参数的确定 |
| 3.2 自振射流瞬态频率特性研究方法 |
| 3.2.1 打击试验法 |
| 3.2.2 腔内信号检测法 |
| 3.2.3 可视化实验方法 |
| 3.2.4 管道流体信号检测法 |
| 3.3 常围压自振射流频域响应 |
| 3.3.1 常围压实验安排 |
| 3.3.2 常围压频域响应分析 |
| 3.4 高围压自振射流频域响应 |
| 3.4.1 高围压实验安排 |
| 3.4.2 高围压频域响应分析 |
| 3.5 自振射流全流场域特征频率解调 |
| 3.6 基于频率解调的自振射流全流场域空化指示分析 |
| 3.6.1 自振射流共振特征频率研究 |
| 3.6.2 自振射流共振伴随空化初生特征频率研究 |
| 3.6.3 自振射流共振伴随强烈空化特征频率研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 自振射流流体压力脉动信号时频特性研究 |
| 4.1 时频分析方法 |
| 4.1.1 Morlet小波变换 |
| 4.1.2 同步压缩小波变换 |
| 4.1.3 小波脊线算法 |
| 4.2 时频分析方法验证 |
| 4.2.1 纯信号模型验证 |
| 4.2.2 纯信号模型混入高斯白噪声验证 |
| 4.2.3 常围压实验信号验证 |
| 4.3 自振射流流体压力脉动信号时频特性研究 |
| 4.4 自振射流流体压力脉动信号非平稳特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 自振射流流场特性研究 |
| 5.1 自振射流湍流空化特性 |
| 5.1.1 多相流模型 |
| 5.1.2 湍流模型 |
| 5.1.3 空化模型 |
| 5.2 自振射流流体动力学模型建立 |
| 5.2.1 基本假设 |
| 5.2.2 数值仿真设置 |
| 5.3 自振射流流体动力学模型验证 |
| 5.4 自振射流流场域瞬态动力学特性 |
| 5.4.1 速度分布特性 |
| 5.4.2 压力振荡特性 |
| 5.4.3 空化特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 自振射流多物理场作用 |
| 6.1 自振射流空泡振荡噪声特性频率辨识 |
| 6.2 自振射流流场域空化空泡时空演变过程 |
| 6.3 自振射流冲蚀特性 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论、创新点及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 频域分析主程序 |
| 附录B 时频分析主程序 |
| 附录C 小波脊线算法 |
| 附录D 空化空泡时空演变过程 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）双腔室自激振荡脉冲空化射流的数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 数学模型的建立 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 湍流模型选择 |
| 2.3 多相流模型选择 |
| 2.4 空化模型选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 自激振荡脉冲空化射流喷嘴内部流场数值分析 |
| 3.1 几何建模及网格划分 |
| 3.2 边界条件设置 |
| 3.3 网格无关性验证 |
| 3.4 喷嘴内部流场数值分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 自激振荡脉冲空化射流喷嘴外部流场数值分析 |
| 4.1 几何建模及网格划分 |
| 4.2 边界条件设置 |
| 4.3 网格无关性验证 |
| 4.4 喷嘴外部流场数值分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（8）TC4钛合金空化水喷丸工艺及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 空化概述及其应用 |
| 1.2.1 空化概述 |
| 1.2.2 空化的应用 |
| 1.3 几种典型喷丸技术简介 |
| 1.3.1 机械喷丸技术 |
| 1.3.2 激光喷丸技术 |
| 1.3.3 超声喷丸技术 |
| 1.3.4 高压水射流喷丸技术 |
| 1.4 空化水射流及空化水喷丸的国内外研究现状 |
| 1.4.1 空化水射流的国内外研究现状 |
| 1.4.2 空化水喷丸的国内外研究现状 |
| 1.5 本文的研究意义与研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 空化水射流中空泡的运动及溃灭特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空化水射流中单空泡的运动分析 |
| 2.2.1 空泡动力学计算模型 |
| 2.2.2 空泡半径的变化规律 |
| 2.2.3 空泡溃灭的压力脉动特性 |
| 2.3 空化水射流中近壁面空泡的溃灭特性分析 |
| 2.3.1 模型建立与数值计算方案 |
| 2.3.2 空泡与固壁距离对空泡溃灭的影响 |
| 2.3.3 空泡初始半径对空泡溃灭的影响 |
| 2.4 空化水射流的群泡特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 空化水射流的数值模拟与高速摄影实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空化喷嘴设计与空化水射流流场数值模拟 |
| 3.2.1 喷嘴几何参数的设置 |
| 3.2.2 仿真几何模型的建立 |
| 3.2.3 计算模型选择与参数的设定 |
| 3.3 空化水射流流场数值模拟结果分析 |
| 3.3.1 不同入射压力的影响 |
| 3.3.2 不同喷嘴直径的影响 |
| 3.4 空泡云高速摄影实验研究 |
| 3.4.1 实验设备及实验方法 |
| 3.4.2 空泡云动态演变规律及射流基本参数分析 |
| 3.4.3 空化水射流的作用区域分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 TC4钛合金空化水喷丸的工艺参数优化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TC4 钛合金空化水喷丸正交试验 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验方法与实验结果 |
| 4.3 极差分析 |
| 4.3.1 工艺参数对表面残余压应力的影响 |
| 4.3.2 工艺参数对表面粗糙度的影响 |
| 4.3.3 工艺参数对表面显微硬度的影响 |
| 4.4 TC4钛合金空化水喷丸多目标模糊数学综合评价 |
| 4.4.1 综合评价数学模型的建立 |
| 4.4.2 综合评价的结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 TC4钛合金空化水喷丸的表面完整性及强化机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宏－微观表面形貌分析 |
| 5.2.1 宏观表面形貌分析 |
| 5.2.2 微观表面形貌与表面粗糙度分析 |
| 5.2.3 塑性变形坑分析 |
| 5.3 金相组织与XRD分析 |
| 5.3.1 实验设置 |
| 5.3.2 金相组织分析 |
| 5.3.3 XRD分析 |
| 5.4 显微硬度场与残余应力场分析 |
| 5.4.1 实验设置 |
| 5.4.2 显微硬度场分析 |
| 5.4.3 残余应力场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（9）超空泡高压水射流用于海水换热器管道清洗的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本课题的研究内容及意义 |
| 1.4 论文结构 |
| 2 超空泡高压水射流清洗的理论基础 |
| 2.1 高压水射流清洗概述 |
| 2.2 超空泡高压水射流的概念 |
| 2.3 空化原理与空化数 |
| 2.4 超空泡高压水射流的清洗机理 |
| 2.5 本章总结 |
| 3 喷嘴的设计与实验装置的搭建 |
| 3.1 喷嘴的设计 |
| 3.2 喷嘴的设计参数 |
| 3.3 超空泡高压水射流喷嘴结构 |
| 3.4 超空泡高压水射流清洗的实验装置设计 |
| 3.5 本章总结 |
| 4 超空泡高压水射流的模拟 |
| 4.1 ANSYSFluent软件简介 |
| 4.2 水下超空泡高压水射流清洗参数与常规高压水射流的模拟对比 |
| 4.3 30MPa时不同通气量下的超空泡高压水射流的模拟 |
| 4.4 当通气量为100L/min时,不同射流压力下的模拟 |
| 4.5 空化泡在壁面附近溃灭的模拟 |
| 4.6 本章总结 |
| 5 水下超空泡高压水射流清洗的实验研究 |
| 5.1 超空泡高压水射流清洗的实验设备 |
| 5.2 实验方案设计 |
| 5.3 实验内容 |
| 5.4 本章总结 |
| 6 超空泡高压水射流清洗金属管道的损伤检验 |
| 6.1 试验概述 |
| 6.2 试验依据与标准 |
| 6.3 试验内容与方法 |
| 6.4 试验过程与结果 |
| 6.5 结论 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）水力与机械联合清洗管道技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 油水井管道结垢机理及主要影响因素 |
| 1.2.1 基本定义 |
| 1.2.2 管道结垢类型 |
| 1.2.3 管道结垢机理及主要影响因素 |
| 1.3 管道清洗技术发展现状 |
| 1.3.1 物理防垢、除垢清洗方法 |
| 1.3.2 化学防垢、除垢清洗方法 |
| 1.3.3 高压水射流防垢、除垢清洗方法 |
| 1.3.4 其他 |
| 1.4 课题主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究技术路线 |
| 第2章 高压水射流清洗技术基础理论及研究现状 |
| 2.1 高压水射流基础理论 |
| 2.1.1 流体力学基础理论 |
| 2.1.2 高压水射流喷嘴设计基础理论 |
| 2.1.3 喷嘴中的“气穴”理论 |
| 2.1.4 靶面清洗理论 |
| 2.1.5 高压水射流与机械联合清洗基础理论 |
| 2.2 高压水射流清洗技术国内外研究现状 |
| 2.2.1 主要作用方式及影响因素 |
| 2.2.2 国内外研究进展 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 超高压水射流冲蚀岩石实验 |
| 3.1 高压水射流破岩机理 |
| 3.1.1 水楔破岩作用 |
| 3.1.2 密实核-劈拉破岩作用 |
| 3.1.3 联合破碎作用 |
| 3.2 实验设备及方案设计 |
| 3.2.1 实验设备 |
| 3.2.2 实验方案 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 喷射角度对破岩效果的影响 |
| 3.3.2 喷嘴移动速度对破岩效果的影响 |
| 3.3.3 靶距对破岩效果的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 水力与机械联合清洗管道工艺优化 |
| 4.1 清洗装置设备及工作原理 |
| 4.1.1 水力与机械联合清洗装置 |
| 4.1.2 工作原理 |
| 4.2 旋转式高压喷头设计 |
| 4.2.1 喷嘴直径 |
| 4.2.2 最优靶距及喷射角度 |
| 4.2.3 喷头结构 |
| 4.2.4 喷嘴水力参数 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 水力与机械联合清洗现场试验 |
| 5.1 试验区块油管结垢特征分析 |
| 5.1.1 注入水水质 |
| 5.1.2 油管结垢特性 |
| 5.2 试验油管的选取及试验流程 |
| 5.2.1 试验用结垢油管的选取 |
| 5.2.2 清洗效果评价标准 |
| 5.2.3 试验步骤及注意事项 |
| 5.3 试验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、空化水射流清洗的实验研究（论文参考文献）
- [1]油管清洗空化射流喷头内流特性研究及寿命预测[D]. 王佳祥. 东北石油大学, 2021
- [2]自激振荡脉冲射流破岩性能研究[D]. 李洪盛. 中国矿业大学, 2020
- [3]射流喷嘴内液体空化初生瞬态影响因素研究[D]. 刘钢. 东北石油大学, 2020(03)
- [4]基于流体可压缩性的淹没水射流空化流动数值模拟[D]. 曹荣祯. 兰州理工大学, 2020(12)
- [5]淹没式高压水空化射流机理及空泡冲击波强化金属性能研究[D]. 杨勇飞. 江苏大学, 2020(01)
- [6]自振射流流体瞬态频率特性与仿真研究[D]. 崔立华. 北京科技大学, 2020(06)
- [7]双腔室自激振荡脉冲空化射流的数值分析[D]. 王立夫. 山东科技大学, 2019(05)
- [8]TC4钛合金空化水喷丸工艺及机理研究[D]. 谭中锐. 江苏大学, 2019(02)
- [9]超空泡高压水射流用于海水换热器管道清洗的研究[D]. 蔡春雷. 中国矿业大学, 2019(10)
- [10]水力与机械联合清洗管道技术研究[D]. 仝汉. 中国石油大学(北京), 2019(02)