FLUENT模拟下的三维旋转射流喷头优化与增透效果

本文主要探讨了"基于FLUENT的三维旋转射流流场分析及喷头结构优化"这一主题。作者许幸福和李艳增，分别来自煤科集团沈阳研究院有限公司和煤矿安全技术国家重点实验室，针对优化三维旋转水射流喷头的设计问题进行了深入研究。他们利用FLUENT这款强大的流体力学仿真软件，对喷头内部结构对射流效果的影响进行了数值模拟计算。 在研究过程中，他们特别关注了叶轮导向角对射流流场特性的影响。通过分析15°至75°不同角度下的导向角，研究人员发现当叶轮导向角为45°时，喷头的性能最佳，这可能是由于这个角度能够最有效地引导和控制射流的方向和强度。他们还研究了喷头绕轴旋转时的流场特征，揭示了这种设计如何增强射流的穿透能力和扩散效率。 实验结果显示，基于数值模拟优化后的三维旋转水射流喷头在实际应用中的表现非常出色。扩孔直径可以达到常规钻孔的2.3倍，这意味着其在煤层增透方面的效果显著。在瓦斯抽采方面，通过59天的抽采，效率提高了79.3%，显示出显著的经济效益和环保优势。这些成果对于提升煤矿开采过程中的安全性与效率具有重要的实践价值。 该研究的关键词包括"煤层增透", "导向角", "旋转射流", "流场分析"以及"FLUENT"，这些关键词代表了文章的核心研究内容和技术手段。文章被归类为TD712，并获得了"A"级文献标志，表明其高质量的研究方法和实用价值。通过1003-496X的期刊编号，读者可以追踪到这篇具体的文章以便进一步了解详细的技术细节和应用案例。 总结来说，这篇文章深入探讨了三维旋转水射流喷头的设计优化，尤其是在FLUENT软件的支持下，通过细致的流场分析，为实际工程中的煤层增透和瓦斯抽采提供了科学依据和创新解决方案。