王育立
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杨敏官
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康灿
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高波
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陈波
工程热物理学报
水切割射流的动力学特性的诸多方面尚未得到认识和理解。本文对毛细喷孔产生的超高压水射流展开可视化研究，分析了常规压力及超高压条件下毛细水射流的液体破碎机制并对超高压毛细射流的脉动现象进行了讨论。常规条件下的毛细射流遵从经典的破碎模式；在超高压条件下，射流完整段呈瑞利模式，完整段以下呈雾化破碎模式，射流集束性呈现周期性变化。结果表明，传统理论不能够表达小孔径时超高速毛细水射流的破碎特性；喷孔内部流动情况如流动分离及空化成为该条件下射流破碎和脉动的重要原因。
关键词:
超高压
,
水射流
,
破碎机理
,
脉动
褚聪
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戴勇
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沈明
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葛满
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叶见领
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袁巧玲
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.06.030
目的 解决传统水射流加工中的法向力冲击损伤、磨粒束发散、加工效率及能量利用效率问题.方法 提出一种新型加工方式,即强约束磨粒射流抛光.在水射流加工的喷嘴末端施加一个约束力,使抛光液以较高的速度并以与工件表面相切的方向喷射而出.采用仿真分析与实验探究相结合的方式,以实际加工条件为仿真参数,应用Fluent仿真软件分析了磨粒直径及磨粒浓度对加工的影响,并得到相应的压力曲线.在仿真分析的基础上,实验验证仿真结果的可靠性及实际加工的可行性.结果 由仿真结果可知,1500目直径的磨粒相对其他四种直径的磨粒,颗粒对工件表面的压力最大,达到0.185 MPa.当磨粒质量分数为15％时,相对其他三种磨粒浓度,颗粒对工件表面的压力最大,达到0.19 MPa.因而,1500目磨粒、15％的磨粒浓度为加工的最佳理论参数.以仿真结果为参考实验条件,结果表明,在8h内,工件表面粗糙度下降了239 nm,材料去除率达到6.9 mg/h.结论 强约束磨粒射流加工方式可在工件表面形成较高速度的磨粒射流,提高加工效率.在短时间内工件表面粗糙度的改善及工件质量的下降,证明了此加工方式的有效性.
关键词:
强约束
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水射流
,
抛光
,
仿真
,
Fluent
,
光学玻璃
