結合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流噴嘴的數(shù)值模擬和實驗設計.pdf

1、我國的船體清洗市場發(fā)展前景十分廣闊。作為一種新興的船舶清洗方式，高壓水射流船舶清洗技術以清洗質量好、清洗速度快、無環(huán)境污染、適用范圍廣等特點受到了越來越多船舶清洗企業(yè)的青睞；另外，為了減少船舶的停航損失、解決船塢不足的問題，高壓水射流的水下清洗方式應運而生，該方式可以對錨泊以及?？看a頭的船舶直接進行清洗。但目前我國的高壓水射流在清洗水下設施的研究中存在著清洗設備成本高、有效清洗靶距范圍窄的問題。
　　針對以上水下船體清刷過程中留存

2、的問題，本文提出一種結合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流清洗技術。該技術可以降低射流阻力，有利于提高噴嘴在淹沒環(huán)境下的有效靶距范圍。
　　為此，本文做了以下研究：
　　首先，本文對高壓水射流的射流特性、高壓水射流清洗機理以及空化現(xiàn)象作了簡要的闡述，這為文章在后續(xù)內容中提出并研究一種新型的清洗技術提供了理論基礎。
　　其次，本文提出了一種結合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流清洗技術，對該技術的工作原理進行了簡要概括。提出了一種結合水下注

3、氣系統(tǒng)的高壓水射流噴嘴，并確定了有關于該噴嘴的關鍵的結構參數(shù)。
　　然后，本文采用Gridgen軟件創(chuàng)建了該噴嘴及其計算域的網格，并應用CFX中的Mixture模型和SSTk-ω模型計算分析了在水深為10m的水下清洗過程中，噴嘴外環(huán)流的氣液兩相比對射流流場的影響。詳細論述了不同氣液兩相比下射流速度和壓力的分布特點。總的分析結果表明，增大噴嘴外環(huán)流中的氣液比，可以有效地增大噴嘴的有效靶距范圍，為水下清洗實際作業(yè)提供了理論依據(jù)。

4、>　　此外，本文設計了一套結合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流水下模擬實驗裝置，使其能夠模擬水下10m甚至更深的水深環(huán)境下的水下清洗過程。另外，本文對不同氣液兩相比下結合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流清洗過程進行了實驗方案的設計，在實驗方案設計中采用了標準沖蝕試件法。
　　最后，本文總結了噴嘴的數(shù)值模擬和清洗過程的實驗設計中存在的問題后，對之后開展的研究工作提出展望。文章得出的一些結論為以后的研究和優(yōu)化結合水下注氣系統(tǒng)的高壓水射流噴嘴的設計提供