基于高压水射流技术小直径管道清洗效率的研究

摘要

水射流是以射流为核心，集泵、阀、密封、液压、控制等为一体的综合学科。因为其鲜明的优势和独到的特点，自诞生之时就异军突起，迅速成为管道清洗的主要形式。在高压水射流清洗作业中，如何使用最低的能量消耗，在最短的时间内，达到最好的清洗效果一直是研究者和使用者共同追求的目标，本文围绕高压水射流清洗小直径管道过程中的清洗效率展开深入研究。 本文首先分析了高压水射流的基本结构特点、工作原理及清洗系统的一般组成，推导了水射流主要参数的运算公式；根据清洗对象特点，分析了管道曲率、污垢组成等的特殊性及其对清洗的影响，为研究高压水射流清洗提供了理论依据；深入探讨了影响清洗效率的原因及解决办法，明确了本文的研究方向和重点。 基于管道清洗的特殊性，本文按照清洗作业操作过程为顺序，以科学、合理地确定清洗参数，提高清洗效率为目标，将清洗参数重新分类，将相关的清洗参数分为目标参数、基本参数和调节参数三个大的类别，并分析了各参数之间的关系和选择的一般原则，使参数匹配选择更加科学、方便。 本文以自旋转自进给喷头为研究对象，从管道清洗过程中喷头的运动分析入手，探讨了清洗过程中，喷头旋转和进给的一般规律。通过建立数学模型，提出了偏心清洗的概念，并着重分析了偏心对清洗效率的影响，推导出了管道清洗时，偏心的允许范围表达式。 本文尝试建立了清洗效率模糊评判模型，确定了隶属度函数。通过比较，确定了采用最大一乘积(max—pmduct)法则的可行性，对清洗效率高低的综合评判具有一定的指导意义。同时，尝试使用VB，建立了高压水射流清洗的参数匹配系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究综述

1.2.1常用管道清洗技术介绍

1.2.2高压水射流技术发展及应用现状

1.2.3我国水射流清洗研究及应用现状

1.2.4研究和使用中存在的问题

1.3本课题研究的主要内容

1.3.1研究目标与方法

1.3.2研究内容

1.4本章小结

第2章高压水射流清洗技术基础理论

2.1高压水射流基础知识

2.1.1水的物理性质

2.1.2高压水射流

2.1.3水射流清洗的机理分析

2.2非淹没高压水射流理论

2.2.1非淹没射流的结构

2.2.2非淹没射流的主要参数

2.3高压水射流清洗系统

2.4清洗效率

2.4.1影响清洗效率的因素

2.4.2提高清洗效率的途径

2.5本章小结

第3章射流清洗小直径管道时工作参数研究

3.1目标参数

3.1.1管道尺寸

3.1.2污垢性质

3.2基本参数

3.2.1射流压力和流量

3.2.2喷嘴(当量)直径

3.3调节参数

3.3.1安装角度与打击力

3.3.2喷嘴偏转角与打击频率

3.3.3高压胶管与压力损失

3.3.4其它提高效率的可调参数

3.4本章小结

第4章喷头运动与清洗效率研究

4.1喷头与喷嘴

4.1.1固定喷头清洗分析

4.1.2旋转喷头清洗分析

4.2喷头运动分析

4.2.1喷头受力分析

4.2.2喷头运动分析

4.3管道清洗喷头偏心问题研究

4.3.1管道内壁清洗数学模型建立

4.3.2偏心对管道内壁清洗的影响

4.3.3偏心值的确定

4.4本章小结

第5章基于模糊理论的清洗效率综合评判

5.1模糊理论基础知识

5.1.1模糊集合及其运算

5.1.2模糊综合评判一般方法

5.2高压水清洗效率模糊综合评判

5.2.1高压水清洗效率模糊综合评判模型建立

5.2.2算例

5.3高压水清洗系统参数匹配及效率评判系统

5.3.1 VB简介

5.3.2基于VB技术的清洗参数匹配及模糊评判系统开发

5.4本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文、参加的科研项目及获奖