矿井管道清洗喷嘴流场特性分析：数值模拟与影响因素

"这篇学术论文详细探讨了管道射流清洗喷嘴的流场特性和数值模拟分析，重点关注了射流压力、冲击角、环境介质和靶距等因素对清洗效果的影响。研究发现，喷嘴射流的最大打击压力和剪应力与射流压力成线性关系，而冲击角为60°时清洗效果最佳。此外，环境介质的不同也显著影响清洗能力，空气中的射流清洗性能优于水中。" 在《管道射流清洗喷嘴流场的数值模拟与分析》这篇论文中，研究人员深入研究了用于矿井主排水管道射流清洗的圆柱形喷嘴。他们运用FLUENT软件对喷嘴内部和外部的流场进行了数值模拟，以评估不同条件下喷嘴的性能。实验中，他们调整了射流压力、冲击角、环境介质（空气和水）以及靶距等多个参数，从而全面了解射流的流场特性。 首先，研究揭示了靶面所受的最大打击压力和剪应力与射流压力之间存在线性关系，即随着射流压力的增加，清洗力度也随之增强。其次，当冲击角设定为60°时，观察到的清洗效果最为理想。这表明在设计清洗系统时，选择合适的冲击角度对于提高清洗效率至关重要。 在环境介质的对比中，研究人员发现在相同射流压力下，空气作为介质的射流其清洗效果明显优于水。这可能是因为空气的粘度较低，使得射流能够更有效地穿透并清除管道内的沉积物。同时，他们还发现随着靶距的增加，射流的打击力起初增大随后减小，这意味着存在一个最优的靶距值，可最大化清洗效果。 论文进一步讨论了不同射流参数组合下的最佳靶距问题。每个射流参数组合都有其对应的最有效清洗距离，这为实际操作中优化清洗策略提供了依据。这些发现对于提升矿井主排水管道的清洁效率，降低能耗和维护成本具有重要意义，同时也为类似应用领域的射流清洗技术提供了理论支持和实践指导。 该研究通过严谨的数值模拟和分析，揭示了管道射流清洗喷嘴的工作原理和优化策略，对于提升工业清洗设备的设计水平和作业效率具有重要参考价值。