空化射流

摘要： 空化射流作为新型水射流技术,具有能量密度高、冲击力强等特点,在网箱清洗装置上具有良好的应用前景。为探究空化射流的形成机理与冲蚀性能,为其在网箱清洗装置上的设计应用提供依据,参考现有商业化清洗机器人工作参数,选取压力15 MPa,流量27 L/min设计剪切型空化喷嘴,通过Fluent软件的Mixture多相流模型研究喷嘴内部流场与空化性能,采用水槽试验测试淹没环境下空化射流的冲蚀性能以及工作靶距。结果显示,数值仿真得到的喷嘴出口处的速度与理论计算结果非常吻合,差异小于0.5%;剪切型空化喷嘴的空化泡形成在喷嘴的扩散段并在射流中发展及溃灭,由于空化射流冲击力是高速射流和空化泡综合作用的结果,淹没射流试验中空化射流的冲蚀性能随靶距的增加先增加后降低,且射流倾斜冲击靶件表面时的冲蚀性能显著高于垂直冲击时的冲蚀性能。相比于高压射流,空化射流具有更强的冲击力,更适合应用于网衣清洗,其存在最佳工作靶距使射流的冲蚀性能达到能佳。

摘要： 油管内壁结垢、结盐、结蜡、锈皮及稠油堆积等现象会造成内壁空间减小,增大输油阻力,耗费大量电能,严重时甚至造成油管堵塞。空化水射流技术拥有清洗方面高效和节能的特点,在此基础上,提出一种基于人工神经网络的空化射流气体体积分数预测和结构优化方法,以清洗油管的空化喷嘴为实例,提取样本集进行人工神经网络训练。结果表明,该方法对气体体积分布的跨度和峰值具有一定的预测能力,对结构的优化符合验证。证明了人工神经网络对空化射流预测和优化方法的可靠性。

摘要： 为探究空化射流对大豆分离蛋白糖基化产物乳液特性的影响,以大豆分离蛋白、葡萄糖、葡聚糖为原料,通过空化射流处理辅助糖基化制备大豆分离蛋白葡萄糖共价复合物乳液、大豆分离蛋白葡聚糖共价复合物乳液,探究空化射流技术对大豆分离蛋白糖基化产物乳液的粒径、ζ-电位、微观结构、蛋白吸附率、乳析指数及抗氧化性的影响。结果表明:经过一定时间的空化射流处理后的糖基化产物乳液平均粒径显著降低、ζ-电位增大、微观结构液滴逐渐变得均匀,蛋白吸附率升高、乳析指数降低、还原力和DPPH自由基清除能力均升高,并在空化射流处理80 min时,乳液特性达到最佳,且相比大豆分离蛋白葡萄糖共价复合物乳液,大豆分离蛋白葡聚糖共价复合物呈现出更好的乳液特性;但随着空化射流处理时间的进一步增加,糖基化产物乳液的平均粒径升高、ζ-电位减小、微观结构开始出现聚集情况,蛋白吸附率呈降低趋势,乳析指数逐渐升高。适当时间下的空化射流辅助处理可以改善糖基化产物的乳液特性,提高乳液的储藏特性和抗氧化特性。

摘要： 利用FLUENT软件对角形喷嘴在淹没环境下的流场进行数值模拟,以含气率和气相体积作为判断喷嘴产生空化效果的依据,通过分析入口压力、扩张角大小、喉管直径设计了最优角形喷嘴结构,并在角形喷嘴基础上设计了一种人工淹没空化喷嘴。研究表明,高压水射流在人工营造的淹没环境下,射流边界产生显著的空化效应,并能维持到大气环境中。

摘要： 水射流割缝造网技术是增加煤层透气性、提高煤层气开采效率的有效途径。与普通水射流相比,空化射流因空泡溃灭产生的强大冲击具有更高的破岩效率。为进一步增强空化射流破煤岩能力以促进煤层气开发,分别利用中心体和高低压射流产生绕流空化与剪切空化来提升空化效应,提出了新型的非淹没双空化射流。基于多相流Mixture模型和RNGk-ε输运方程,对不同嵌入深度与不同形状中心体下的流场进行了数值模拟,分析了射流流场气含率和轴线速度分布特征,得到了双空化射流中心体结构的最优参数。随后,结合群泡溃灭动力学理论,将最优中心体结构下双空化射流的压力与气含率作为边界条件,利用多物质流固耦合算法与ALE(任意拉格朗日-欧拉)算法对双空化射流冲击煤岩进行了耦合求解。探究了煤岩破碎过程中流体与固体的相互作用特征及煤岩的破碎过程,并对比分析了双空化射流与普通水射流的破岩效果。研究结果表明,在中心体嵌入深度l=0.5 mm时,双空化射流的含气区域最大,在距中心体末端10 mm位置处气含率可达0.9,空化效果最好;中心体AB端均为90°锥角时,双空化射流的集束性与空化效果同时最优。由双空化射流破煤岩的流固耦合结果可知,其对煤岩的冲蚀深度和孔径明显大于普通射流,在100μs时双空化射流对煤岩的冲蚀深度和孔径分别为普通水射流的2.4倍和1.3倍。随着时间的延长,冲蚀孔径不再明显增加,而冲蚀深度不断增大,且与冲蚀时间呈线性关系。研究结果证明双空化射流具有更强的空化效果,破煤岩能力更强,因而可在一定程度上促进煤层气的开采。

摘要： 由于脉冲对空化效果的作用机理尚不清晰、相关研究鲜有涉及,利用Visual Studio软件对Workbench Fluent进行二次开发,建立了空化喷嘴有限元计算模型,开展了不同脉冲射流类型、幅值和周期下的空化特性研究,揭示了脉冲射流对空化效果的影响规律。研究结果表明:脉冲射流对空化的形成具有较大促进作用,在出口淹没区域形成了第2次空化现象;不同脉冲类型形成的空化效果有明显的区别,适用于不同的工况;脉冲幅值越大,空化作用越强;脉冲周期对第1次空化影响较小,对二次空化影响较大,其中对低幅值脉冲二次空化作用影响较小,对高幅值脉冲二次空化作用影响较大,即随着脉冲周期的增长,高幅值脉冲二次空化作用显著减弱。研究结果可为指导空化射流类工具的设计以及工程应用中流体参数控制提供理论依据。

摘要： 为研究旋转式空化射流发生器的空化效果,对其进行了三维模型的建立并对内部流场进行了数值模拟。分析了其含气率分布云图、压力分布云图以及速度分布云图。模拟结果表明:在流场内部,最大含气率在叶轮入口处叶片背部达到最大,最大含气率为0.904,故空化发生的位置主要分布在入口处叶片的背面,此时的最大负压为-1.417×10~5Pa,最大速度为31.27m/s。

摘要： 自振空化射流是在射流过程中利用喷嘴内部结构的振荡特性产生空泡,在射出喷嘴后空泡发生溃灭来增大射流冲击作用的现象.由于自振空化射流效果与喷嘴结构有密切关系,因此近年来关于喷嘴结构的优化研究广受关注.鉴于Helmholtz喷嘴在增强射流冲击力方面具有明显优势,该文针对不同结构参数的Helmholtz喷嘴的内外流场进行了数值仿真,重点分析了出口直径、出口长度、共振腔空化长度、共振腔空化直径等关键结构参数及射流靶距对空化水射流效果的影响,相关研究成果可为空化射流船舶清洗技术提供理论指导.

摘要： 为了探究空化射流处理对大豆分离蛋白结构及乳化特性的影响.该研究将不同浓度(2％和5％)的大豆分离蛋白溶液在不同时间(2、4、6、8、10 min)下进行空化射流处理,以未经处理大豆分离蛋白溶液作为对照,探究空化射流处理对大豆分离蛋白结构和乳化特性的影响.结果表明:适当时间的空化射流处理可以降低大豆分离蛋白的含硫氨基酸含量、溶液平均粒径和7S亚基、A亚基含量,引起蛋白乳液的ζ-电位绝对值和界面蛋白含量的升高和弹性模量出现增大的趋势,进而显著增强蛋白乳化活性和乳化稳定性,2％浓度下相比最低值提高248.94％和95.58％,5％浓度下相比最低值提高70.29％和101.83％,并且其改性处理的最佳时间受蛋白浓度所影响.这表明空化射流物理场可以通过改变大豆分离蛋白的结构和乳液界面特性调节其乳化活性,为大豆分离蛋白改性和空化射流物理场在食品领域的应用提供前期基础.

摘要： 为有效促进豆渣中不溶性膳食纤维的可溶化、提高其功能特性,利用空化微射流技术处理生物酶法制油豆渣膳食纤维,采用X-射线衍射、扫描电子显微镜方法分析不同空化微射流处理时间(0、6、12、18 min)下豆渣膳食纤维的晶体结构及表观形态变化,并通过粒度、持水性、膨胀性、表观粘度、葡萄糖和胆固醇吸附能力对其理化、功能性质进行表征,明确空化射流对其结构、功能及吸附特性的影响.结果显示:经空化射流处理18 min后,样品结构产生粒径减小、结晶度下降、粘度降低等变化;处理12 min时膨胀力、持水力分别达到最大值(13.92±0.78)mL/g、(2.83±0.13)g/g,此时对葡萄糖和胆固醇的吸附能力最佳.研究表明,空化射流可有效促进生物酶法制油豆渣不溶性膳食纤维的可溶化,并显著改善其结构及理化性质.

摘要： 海上结构物长时间在海水中浸泡,结构物表面会生长大量海生物,为了确保海洋石油水下结构物的安全运行,以及满足相关结构物检测规范的要求,需要定期对水下结构物的海生物进行清理,以有效减少结构物的载荷、海生物对结构物图层的破坏,以及造成的水下洋流冲刷阻力.本文主要介绍了空化射流技术的工作原理、现场应用,以及与传统高压水清理比较,存在的优缺点分析.

摘要： 船舶长期在海中锚泊和航行会导致船体大量附着海生物,使船舶油耗增加,并对船体有一定腐蚀性.为了清除大型船舶附着的海生物,减少船舶运行的综合成本,降低潜水员工作强度,提高作业效率,在潜水员手持空化射流设备清洗船舶的基础上,联合西安天和防务公司及中远海运集团,共同研发了空化射流水下清洗机器人.该机器人采用履带结构与永磁吸附技术实现在导磁壁面的稳定吸附和爬行,机载智能化电子系统可实现爬行路径的自动规划与遥控操作,实现远程监控,通过其携带的空化射流清洗盘实现船体海生物的清除.

摘要： 注水管线清洗是保证注水水质合格,降低注水能耗的一个重要手段.首次将空化射流清管技术应用于吐哈油田的管道清洗,通过3口单井管线的清洗实践,管线压损平均降低60％,除垢率达到99％以上,井口水质与配水间水质基本一致,正推广应用于整个油田的注水管网清洗.

摘要： 非常规天然气特别是页岩气和煤层气目前已经成为天然气开发的热点,为了提高页岩气和煤层气钻井机械钻速,降低开发成本,采用水力脉冲空化射流钻井技术在页岩气井宣页1井和煤层气井织4井进行了多井次现场试验.现场试验结果表明,宣页1井在两种不同井眼下的机械钻速分别为2.73m/h和1.74m/h,与邻井段相比,试验井段的平均机械钻速分别提高58.2％和18.1％;织4井试验井段的平均机械钻速为1.74m/h,与邻井织1井和织2井相比,织4井试验井段机械钻速分别提高21.6％和187.7％,平均提高幅度为110.6％.水力脉冲空化射流钻井技术减少了页岩气井和煤层气井的钻井时间,降低了钻井成本,能够为加快非常规天然气钻井开发作出贡献。

摘要： 空化射流水下清洗是目前国际上最先进的水下清洗技术,本文重点介绍了水下海生物对船舶的影响、水下海生物清洗的现状、空化射流技术介绍及优点和在救捞系统应用的益处.

摘要： 针对海上救助打捞中为救助人命快速开孔切割及在易燃易爆环境下的切割需求,利用空化射流技术设计出一种含有介孔气泡、固体磨料和水的三相空化磨料水射流切割装置.重点研究了空化磨料水射流切割装置的设计原理和设计参数,试验表明，在额定压力下，当实际切割压力为40MPa，靶距为8mm(非淹没状态)，走刀速度为2.5mm/s时，直径为0.8 mnq的喷嘴可以一次切割20mm厚钢板，完全达到设计要求，空化磨料水射流切割装置所需压力低、功率小、结构简单、成本低廉，在切割、除锈、清洗等方面有广阔的应用前景。空化磨料水射流冲蚀效率随围压的增大而降低，主要原因是围压对空化磨料水射流压力脉动和冲击力具有抑制作用。为满足沉船、沉物的深海切割作业需要，需解决连续供砂和双管路供料等问题，有待进一步的研究和完善。

摘要： 嵌入式空化喷嘴在材料加工、工业清洗等众多领域中得到广泛的应用.嵌入结构在喷嘴流道中引起涡旋结构、压降,从而诱发空化.空化现象及流动与喷嘴结构的关系,以及空化如何影响射流工作效率等问题一直没有令人满意的答案.本研究在30MPa 压力下,对自行设计和加工的中心体喷嘴和普通喷嘴在非淹没和水下10cm的淹没条件下进行试验.根据打击试样效果及射流形态来进行对比分析,得出如下结论:1、中心体相对直径对空蚀程度影响较大,相对直径越小,切割性能越好;2、新型中心体喷嘴在淹没条件下空蚀效果优于非淹没射流;3、新型中心体喷嘴空蚀效果在一定的靶距范围内优于普通喷嘴.

摘要： 塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏埋藏深度在5600m以深,由于纵向分布多套地层,岩性复杂,且存在不同压力系统,造成井身结构相对复杂,不仅增加钻井投资,严重影响钻速的提高。通过近几年的攻关研究和实践,逐步解决了长裸眼地层的坍塌与井漏问题,通过对PDC钻头持续改进、采用“PDC钻头+螺杆”的钻具组合和配套空化射流脉冲接头等工艺措施,显著提高了塔河油田奥陶系碳酸盐岩深井的机械钻速,形成了以井身结构优化为核心、钻井工艺、钻井液和固井技术为配套的优快钻井工艺技术。该优快钻井技术在塔河油田得到广泛应用且效果明显,钻井周期明显缩短、机械钻速显著提高,加快了塔河油田奥陶系碳酸盐岩深井的勘探开发步伐。

摘要： 本发明公开了一种利用射流空化原理精准控制泡沫原液量的方法及射流空化器，涉及液体物料制备技术领域。所述方法包括：带压水流进入空化发生器喷射腔内形成高速水流喷出，进入负压腔室；进入负压腔室的水流压力降低，储料罐中的发泡剂开始被吸入负压腔内；随着在所述喷射腔内形成的高速水流流速的增加，进入负压腔室内的水流压力继续降低；当负压腔内的压力降低到液体的空化压力时，负压腔室内部分区域出现空泡，空化发生器负压腔内达到射流空化阶段，空化发生器负压腔内外压差恒定，发泡剂被稳定的吸入负压腔与发泡剂混合成泡沫液。本发明适用于各种化学、医药、混合物的制备工艺中。

摘要： 本发明提供了一种自循环射流抗空化结构及具有抗空化结构的离心泵，属于离心泵技术领域，用于解决现有离心泵抗空化性能较差的问题。在叶轮轮缘外侧设置由储液箱和通流管组成的自循环腔体结构，通流管、储液箱和射流孔使叶轮轮缘外侧形成连通的高压回路系统，通过控制第一射流孔和第二射流孔的开通和闭合，实现不同工况条件下的连通，叶轮出口流道的流量通过连通管流入储液箱中，再通过不同位置的射流孔射入叶轮进口流道，从而产生向流场施加射流的作用，能够实现不同工况条件下对叶片前缘流动分离区域进行补偿，实现自调节，从而有效解决离心泵由于偏工况运行造成的空化问题，提高离心泵运行稳定性；不需要外加射流结构，结构简单，易于实现。

摘要： 本发明属于水射流相关技术领域，其公开了一种空气中使用的空化喷嘴结构及空化射流发生装置，所述空化喷嘴结构包括腔体；所述空化喷嘴结构还包括高压管接头、高压喷嘴及低压喷嘴，所述高压管接头连接于所述腔体的一端，所述低压喷嘴可拆卸地连接于所述腔体的另一端；所述高压喷嘴收容于所述腔体内，其与所述高压管接头螺纹连接；所述高压喷嘴形成有高压喷嘴出口，所述低压喷嘴形成有与所述高压喷嘴出口相连通的低压喷嘴出口，所述高压喷嘴出口的中心轴与所述低压喷嘴出口的中心轴重合；所述低压喷嘴出口沿自身中心轴朝向所述高压喷嘴投影所形成的投影区域覆盖所述高压喷嘴出口。本发明实用性较强，适用范围较广，结构简单。

摘要： 本发明属于煤泥浮选装置技术领域，公开了一种空化射流微泡浮选机及空化射流气泡发生器，包括集约式入料充气罐、上桶体和下桶体，所述集约式入料充气罐内设置有中间隔板，侧壁上设置有分别位于中间隔板上方和下方的多个矿浆分配口和多个空气分配口，多个气泡发生器通过所述矿浆分配口和空气分配口与所述集约式入料充气罐连接；所述下桶体内设置有内桶，所述内桶的上表面设置有整流格栅，所述气泡发生器下方出料口穿过所述整流格栅后设置在所述内桶内；所述上桶体外周设置有精矿溢流槽。本发明能够在疏水颗粒表面原位生成气穴并同时生成常规浮选气泡，实现了颗粒气泡矿化和矿化气泡分离的隔离，使微细粒浮选的回收率和选择性得到同步提高。

摘要： 本发明公开了空化清洗器技术领域的一种基于空化射流技术的螺旋式空化清洗器，所述稳流通道远离开口的一侧侧壁中心处开设有空化通道，所述空化通道远离稳流通道的一侧侧壁中心处开设有谐振通道，所述谐振通道远离空化通道的一侧侧壁上开设有高压流道，所述壳体的右侧壁上开设有空化喷嘴，所述空化喷嘴内远离开口的一侧侧壁上开设有扩散腔，所述扩散腔和高压流道之间连通有收缩流道，所述收缩流道内固定嵌套设置有空化射流器，所述空化通道的内腔固定嵌套设置有文丘里管，所述谐振通道的内腔固定嵌套设置有导流器，能够促使液体内压释放，从而产生较多的空化泡，便于实现空化射流清洗作用。

摘要： 本实用新型公开了一种空化射流设备豆奶乳化喷头及空化射流设备。包括用于喷出待加工豆奶的豆奶加工喷头以及用于喷出清水的清水清洁喷头，豆奶加工喷头和清水清洁喷头同步喷射，还包括安装盘本体，豆奶加工喷头位于安装盘本体的一侧设置，清水清洁喷头位于安装盘本体的另一侧设置，在豆奶加工喷头的下方设置有一个容器本体，在清水清洁喷头的下方设置有另一个容器本体，安装盘本体传动连接有安装盘驱动电机，安装盘驱动电机驱动安装盘在两个容器本体之间往复转动，容器本体滑动连接有容器导向滑道，容器本体固定连接有容器驱动气缸，两个容器驱动气缸同步运行。本实用新型能够解决无法容器内污染物和残留物清洗的问题。

摘要： 本实用新型公开一种空化射流发生装置以及空化射流设备，其包括：外壳、空化组件和进水组件。其中，外壳内具有浸没腔，且外壳上开设有连通浸没腔和外界的补水口和外喷射口。空化组件包括进气管和内部具有空化腔的空化壳，空化壳内置于浸没腔，空化壳一端开设有朝向外喷射口的内喷射口，进气管连通外界和空化腔。进水组件具有能输出高速水流的进流口，进流口连通空化腔远离内喷射口的一端。随后利用进水组件向空化腔中输入高速水流，空气通过进气管被吸入空化腔中。空气和高速水流在空化腔中相互混合，射流通过内喷射口进入浸没腔，射流和浸没腔中水产生剪切作用而诱发大量的空泡，从而增强了射流的空化效果，经过增强的空化射流会从外喷射口导出。

摘要： 本实用新型属于煤泥浮选装置技术领域，公开了一种空化射流微泡浮选机及空化射流气泡发生器，包括集约式入料充气罐、上桶体和下桶体，所述集约式入料充气罐内设置有中间隔板，侧壁上设置有分别位于中间隔板上方和下方的多个矿浆分配口和多个空气分配口，多个气泡发生器通过所述矿浆分配口和空气分配口与所述集约式入料充气罐连接；所述下桶体内设置有内桶，所述内桶的上表面设置有整流格栅，所述气泡发生器下方出料口穿过所述整流格栅后设置在所述内桶内；所述上桶体外周设置有精矿溢流槽。本实用新型能够在疏水颗粒表面原位生成气穴并同时生成常规浮选气泡，实现了颗粒气泡矿化和矿化气泡分离的隔离，使微细粒浮选的回收率和选择性得到同步提高。

摘要： 本实用新型公开了一种高度密封的空化射流用空化器，包括空心筒、涡流机构、喷头机构，空心筒的左端口内设有左侧筒，左侧筒的左端设有进水管，左侧筒通过第一密封组件与进水管连接；空心筒的右端口设有右侧筒，右侧筒内左端口设有圆形板，圆形板上安装有涡流机构，右侧筒的右端设有喷筒，右侧筒通过第二密封组件与喷筒连接，喷筒内设有喷头机构。本实用新型通过各机构配合使用，解决了空化器空化效果不佳的问题，且整体结构设计紧凑，增加了整体的密封性，方便了对喷头进行多方位调节，进一步提高了空化射流的效果。

摘要： 一种空化腔具有粗糙度的高压空化射流组合喷嘴，包括进水管、内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段和喷嘴外帽，所述内腔左部件、内腔中间部件、内腔右部件、喷嘴喉段均套装在所述喷嘴外帽内，所述进水管的右端套装在内腔左部件的左侧喷嘴外帽内，所述内腔左部件的中心处设有喷嘴入口，所述喷嘴入口与所述进水管连通，所述内腔中间部件的中心处设有空化腔，所述内腔右部件的中心处设有喷嘴出口，所述喷嘴出口与喷嘴喉段形成哨口，所述喷嘴入口、空化腔、哨口均同轴布置，所述空化腔的内壁上设有用于增加粗糙度的凸起结构。本实用新型提供了一种空化效果较好、节能的具有锥型喉段空腔的高压空化射流组合喷嘴。