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气举用脉冲进气自激振荡空气喷嘴数值模拟与试验研究
1
作者 唐川林 梁晶晶 +2 位作者 胡东 杨凤玲 程宏贵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期30-35,64,共7页
气举(气力泵)广泛应用在海洋采矿、钻孔水力开采、深水清淤等场合,越来越引起用户的重视。国内外学者对提升气举效率做了不少探索性研究,提出了脉冲进气是有效提升气举效率的途径之一,据此,提出一种亥姆霍兹式空气喷嘴,通过此喷嘴产生... 气举(气力泵)广泛应用在海洋采矿、钻孔水力开采、深水清淤等场合,越来越引起用户的重视。国内外学者对提升气举效率做了不少探索性研究,提出了脉冲进气是有效提升气举效率的途径之一,据此,提出一种亥姆霍兹式空气喷嘴,通过此喷嘴产生脉冲射流作为气举的进气方式,达到改善气举性能的目的。依据波涡理论,分析了自激振荡脉冲射流的产生机理;运用Fluent软件,对自激振荡空气喷嘴内流场进行了数值模拟,基于仿真结果进行试验研究。研究表明:结构参数和运行参数对射流特性影响显著。在入口压力为3 bar(1 bar=1×10^(5)Pa),腔长L=64 mm,频率为8 Hz情况下,压力脉动波动差值和幅值最大,产生的空气脉冲射流最显著;幅值随腔长的增大先上升后下降。数值模拟与试验结果一致。研究成果可为空气脉冲射流与气举一体化的工程应用提供参考,具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流 空气喷嘴 腔长 压力脉动
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自激振荡脉冲射流喷嘴频率特性实验研究 被引量：42
2
作者 唐川林 胡东 裴江红 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期122-125,共4页
基于水声学和流体动力学原理,建立了振荡腔内脉冲射流频率模型,研究结果表明,模态数、流体密度及密度变化率是影响射流频率的关键因素。采用SD150测试系统,分析了自激振荡脉冲射流动态特性中各参数对其频率的影响程度,泵压和自激振荡腔... 基于水声学和流体动力学原理,建立了振荡腔内脉冲射流频率模型,研究结果表明,模态数、流体密度及密度变化率是影响射流频率的关键因素。采用SD150测试系统,分析了自激振荡脉冲射流动态特性中各参数对其频率的影响程度,泵压和自激振荡腔长对射流频率影响的实验结果表明,脉冲射流幅值比连续射流提高了约20%;泵压升高,射流频率增加;腔长增大,射流频率降低,且存在一个使脉冲射流压力峰值达到最大的最佳腔长。实验结果与理论分析一致。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流 喷嘴 振荡频率 泵压 腔长 实验研究
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自振脉冲气液射流振动分析 被引量：11
3
作者 唐川林 胡东 +1 位作者 张凤华 蔡书鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期534-540,共7页
从提高射流利用率出发,在自振脉冲水射流喷嘴振荡腔上开孔自吸入空气,以形成一种自振脉冲气液射流,研究其振荡频率以及打击力的实际影响因素.基于水声学与流体动力学原理建立自振脉冲气液射流频率模型,并以悬臂梁为靶物,通过考察射流冲... 从提高射流利用率出发,在自振脉冲水射流喷嘴振荡腔上开孔自吸入空气,以形成一种自振脉冲气液射流,研究其振荡频率以及打击力的实际影响因素.基于水声学与流体动力学原理建立自振脉冲气液射流频率模型,并以悬臂梁为靶物,通过考察射流冲击悬臂梁时的振动特性获得其时域及频域特征.结果表明,自振脉冲气液射流的振荡频率随腔长增加单调递减,随含气率变化存在极小值,且在初始段发生骤变,实测值与理论值相吻合;对应自振脉冲气液射流产生最大谐振峰值的最优腔长略小于自振脉冲水射流,且前者最大谐振峰值较后者明显提高. 展开更多
关键词 自振脉冲气液射流 腔长 含气率 振荡频率 峰值
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高速振荡脉冲射流振荡腔内涡旋-碰撞壁相互作用的模拟分析与实验 被引量：8
4
作者 唐川林 张凤华 +1 位作者 杨林 廖振方 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期25-28,21,共5页
本文利用离散涡旋模型模拟了振荡腔内涡旋与碰撞壁的相互作用 ,讨论了三种碰撞壁的保角变换。通过数值计算得出了锥形碰撞壁对自激振荡压力影响最大和椭圆形碰撞壁影响较低的结论 ,并进行了间接的对比实验验证。
关键词 自激振荡 碰撞壁 点涡 保角变换 高速振荡脉冲射流 振荡腔 自激振动 涡旋 相互作用
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气举工作特性的实验与应用 被引量：18
5
作者 唐川林 胡东 杨林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期347-352,共6页
研究了进气方式对气举提升性能的影响,通过改变气流喷嘴个数、喷射角度以及接气管布置方式来测试提升管出口端排液量、排沙量、沙颗粒浓度和提升效率.实验结果表明,进气方式的变化对气举提升性能有显著影响.当气量较低时,采用非对称布... 研究了进气方式对气举提升性能的影响,通过改变气流喷嘴个数、喷射角度以及接气管布置方式来测试提升管出口端排液量、排沙量、沙颗粒浓度和提升效率.实验结果表明,进气方式的变化对气举提升性能有显著影响.当气量较低时,采用非对称布置喷嘴时其提升性能最好;当气流较高时,则需要采用对流体扰动较弱的进气方式以减小阻力损失,避免提升效率过低.实验还发现,气举的排液量、排沙量和举升效率都随着进气量的增加先增大后减小,即存在一个最佳气量值与之对应,但反应气举最佳工作特性的参数值几乎不能重合,因此要完全满足气举最优工况是很难实现的.另外,基于动量方程和能量方程建立了气举提升效率模型. 展开更多
关键词 气举 工作特性 喷嘴 进气角度 排沙量 效率
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气举技术在矿物开采中的实验研究 被引量：11
6
作者 唐川林 蔡书鹏 +1 位作者 胡东 杨林 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2009年第3期374-379,共6页
选用普通河沙作为实验颗粒,在实验室内模拟气举采矿,研究影响气举工作特性的关键因素.在浸入率相同的情况下通过改变喷嘴布置方式来测量提升管出口端排液量、排沙量和提升效率.实验结果表明,出现最佳工况所对应的气体流量值为Qg∈(36,40... 选用普通河沙作为实验颗粒,在实验室内模拟气举采矿,研究影响气举工作特性的关键因素.在浸入率相同的情况下通过改变喷嘴布置方式来测量提升管出口端排液量、排沙量和提升效率.实验结果表明,出现最佳工况所对应的气体流量值为Qg∈(36,40)m3/h;气举结构参数的变化对气举提升性能有显著影响,采用5个喷嘴时气举的工作特性最好,而采用不同气流喷射角度时,对应于α切=10°其气举工作特性在气量值约为Qg=37m3/h时达到最佳. 展开更多
关键词 气举 进气方式 排液量 排沙量 效率
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利用外加气体改进自激振荡脉冲射流的动态特性 被引量：8
7
作者 唐川林 张晓琪 +1 位作者 杨林 张凤华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期34-37,共4页
本文分析了控制自然振荡脉冲射流的动态特性的几种方式 ,建立了振荡腔内碰撞剪切流动中的声速模型 ,着重探讨了外加空气对射流振荡频率的影响。研究表明 :振荡腔内气体含量对自激振荡脉冲射流的振荡频率有很大影响 ,气体含量少 ,振荡频... 本文分析了控制自然振荡脉冲射流的动态特性的几种方式 ,建立了振荡腔内碰撞剪切流动中的声速模型 ,着重探讨了外加空气对射流振荡频率的影响。研究表明 :振荡腔内气体含量对自激振荡脉冲射流的振荡频率有很大影响 ,气体含量少 ,振荡频率高 ,气体含量高 ,振荡频率低。实验和理论分析相一致。 展开更多
关键词 自激振荡脉冲射流 动态特性 振荡频率 水锤效应
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石油钻井钻头用自激振荡喷嘴的研究 被引量：25
8
作者 唐川林 廖振方 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第1期124-130,共7页
对石油钻井钻头新型喷嘴的研究,包括振荡原理、物理和数学模型以及室内和现场试验结果进行了讨论。试验结果表明,钻头上安装了喷嘴,在井底能产生强热的压力振荡,使井底液动力压力梯度、墙壁压力势增大,有利于破碎岩石和清除井底岩屑。... 对石油钻井钻头新型喷嘴的研究,包括振荡原理、物理和数学模型以及室内和现场试验结果进行了讨论。试验结果表明,钻头上安装了喷嘴,在井底能产生强热的压力振荡,使井底液动力压力梯度、墙壁压力势增大,有利于破碎岩石和清除井底岩屑。而且在相同条件下可以提高机械钻速35.5～77%、钻头进尺6～44%。 展开更多
关键词 喷射钻井 自激振荡 钻头 喷嘴
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它激剪切流动诱发振荡射流的研究 被引量：5
9
作者 唐川林 张凤华 +2 位作者 杨林 廖荣庆 熊继有 《西南石油学院学报》 CSCD 2000年第1期1-4,共4页
论述了它激剪切流动诱发振荡射流的机理 ,分析了它激有效激励条件 ,并对它激振荡射流的轴心压力进行了测试和频谱分析 ,给出了压力信号的功率谱。实验表明这种射流振荡幅值高 ,频率宽广 ,冲蚀效果优于普通射流。
关键词 剪切流动 自激振动 射流 实验 高压喷射钻井
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自激振动脉冲射流装置的理论分析和实验研究 被引量：42
10
作者 唐川林 廖振方 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第1期90-100,共11页
扰动的产生、放大和反馈这一过程的不断重复和剪切层分离迹线与腔室内壁所围空气团的脉动,是引起自激振动的必要条件;腔室几何参数和下游壁形状是在自激振动中起重要作用。为此,我们研究了四种碰撞壁形状,即截锥面形、外球面形、内球面... 扰动的产生、放大和反馈这一过程的不断重复和剪切层分离迹线与腔室内壁所围空气团的脉动,是引起自激振动的必要条件;腔室几何参数和下游壁形状是在自激振动中起重要作用。为此,我们研究了四种碰撞壁形状,即截锥面形、外球面形、内球面形和平面形。实验发现,对于截锥面形碰撞壁,自激振动幅值很大;对于内球面形碰撞壁,几乎没有自激振动。为了研究由射流-碰撞壁相互作用引起的不连续涡旋对压力脉动的影响,文中提出了涡旋-碰撞壁相互作用的数学模型。 展开更多
关键词 脉冲射流 自激振动 理论分析
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高效脉冲喷嘴在喷射钻井中的实验研究 被引量：3
11
作者 唐川林 胡东 +1 位作者 杨林 裴江红 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期55-57,共3页
基于水声学和流体动力学原理,分析了自激振荡射流中碰撞剪切流动压力扰动波的传播速度及其对射流振荡频率的影响规律,建立了振荡腔内脉冲射流频率的数学模型,得出了声压、流体密度以及模态数是影响射流频率的关键因素。为获得更为有效... 基于水声学和流体动力学原理,分析了自激振荡射流中碰撞剪切流动压力扰动波的传播速度及其对射流振荡频率的影响规律,建立了振荡腔内脉冲射流频率的数学模型,得出了声压、流体密度以及模态数是影响射流频率的关键因素。为获得更为有效的冲击压力和破岩效率,从提高脉冲射流瞬时峰值出发,研究射流频率和射流压力峰值的实际影响因素。实验采用SD150测试系统主要研究了泵压和自激振荡腔长对射流频率的影响。实验结果表明:泵压升高,射流频率增加;腔长增大,射流频率降低。另外,存在一个最佳腔长使脉冲射流压力峰值达到最大。实验结果与理论分析一致。 展开更多
关键词 喷射钻井 自激振荡脉冲射流 速度 喷嘴 频率 研究
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气举用振荡脉冲射流破碎器的研究 被引量：3
12
作者 唐川林 张凤华 +1 位作者 杨林 廖振方 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期15-17,共3页
本文着重研究了气举用振荡脉冲射流破碎器在淹没条件下的动态特性、冲蚀特性和现场试验情况。实验表明在淹没条件下振荡脉冲射流不仅具有强烈的动态脉动冲击特性 ,而且具有波动的径向流动 (附壁流动 )。在相同条件下振荡压力能破碎连续... 本文着重研究了气举用振荡脉冲射流破碎器在淹没条件下的动态特性、冲蚀特性和现场试验情况。实验表明在淹没条件下振荡脉冲射流不仅具有强烈的动态脉动冲击特性 ,而且具有波动的径向流动 (附壁流动 )。在相同条件下振荡压力能破碎连续射流所不能破坏的土岩 ,而且能产生波动上举力 ;波动的径向流动使作用在破碎的土岩颗粒上的升力增大 ,使作用在土岩颗粒上的上举力大于压持力 ,导致土岩颗粒易于流动。在气举上使用脉冲射流喷嘴 ,其轴吸浓度稳定 。 展开更多
关键词 振荡脉冲射流破碎器 自激振荡 气举 波动上举力 矿山开采设备 港口施工设备
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机械设计制造及其自动化专业人才培养模式改革与建设 被引量：12
13
作者 唐川林 明兴祖 +2 位作者 刘金华 何国旗 周静 《教学研究》 2011年第6期67-70,87,共5页
在机械设计制造及其自动化专业改革背景分析的基础上,确定了该专业的人才培养目标与规格,构建了"一主线、分阶段模块化、多层次个性化"的专业人才培养模式和专业教学体系,加强了师资队伍、课程与教材、实践教学平台与基地等... 在机械设计制造及其自动化专业改革背景分析的基础上,确定了该专业的人才培养目标与规格,构建了"一主线、分阶段模块化、多层次个性化"的专业人才培养模式和专业教学体系,加强了师资队伍、课程与教材、实践教学平台与基地等三项基本建设,突出了该专业显著的包装机械特色。 展开更多
关键词 机械设计制造及其自动化专业 人才培养模式 改革 建设
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气举输沙工作特性的实验研究 被引量：5
14
作者 唐川林 胡东 杨林 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期440-446,共7页
以BHM采矿工具中的核心部件气举为研究对象,设计了小型气举输沙装置.选择河沙模拟井下矿层,并引入水射流喷嘴研究气举底部吸口与沙床表层距离H对气举工作特性的影响规律.结果表明:水射流喷嘴布置方式和H对气举工作特性会产生显著影响,... 以BHM采矿工具中的核心部件气举为研究对象,设计了小型气举输沙装置.选择河沙模拟井下矿层,并引入水射流喷嘴研究气举底部吸口与沙床表层距离H对气举工作特性的影响规律.结果表明:水射流喷嘴布置方式和H对气举工作特性会产生显著影响,通过合理调整这些参数,可以实现最大排沙量的有效控制.另外,对气举提沙的临界情况进行分析发现,在定浸入率下,提升液体对应临界气量值Qgl相同,均为16.5m3/h;提升固体对应临界气量值Qgs随水射流喷嘴个数N’增加而单调递减,但随H(H>0)单调增加.本研究结论对工程应用具有较强的指导意义. 展开更多
关键词 气举 河沙 水射流喷嘴 工作特性 临界情况
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自激振荡脉冲射流动态特性的实验研究 被引量：7
15
作者 唐川林 胡东 裴江红 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2006年第12期71-74,共4页
通过实验研究了自激振荡脉冲射流重要参数相互之间的影响关系。实验结果表明:泵压升高,射流频率增加;腔长增大,射流频率降低;而且存在一个最佳腔长使脉冲射流压力峰值达到最大。实验结果与理论分析一致。
关键词 自激振荡脉冲射流 动态特性 频率
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来流脉动对自激振荡脉冲射流的影响 被引量：6
16
作者 唐川林 杨林 +1 位作者 张凤华 廖振方 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2001年第3期24-27,共4页
基于瞬交流和流体网络理论建立了由往复柱塞泵、管路和自激振荡喷嘴组成的装置系统的数学模型，分析了泵源脉动对自激振荡脉冲射流振荡特性的影响，表明当来流脉动频率小于或等于喷嘴装置的固有频率时，能提高射流的振荡、冲蚀效果，理... 基于瞬交流和流体网络理论建立了由往复柱塞泵、管路和自激振荡喷嘴组成的装置系统的数学模型，分析了泵源脉动对自激振荡脉冲射流振荡特性的影响，表明当来流脉动频率小于或等于喷嘴装置的固有频率时，能提高射流的振荡、冲蚀效果，理论分析与实验结果吻合．其结论对合理设计自激振荡射流喷嘴有一定的指导意义． 展开更多
关键词 自激振荡 水射流 来流脉动
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进气方式对气举装置提升性能的影响 被引量：4
17
作者 唐川林 胡东 张凤华 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期9-12,17,共5页
研究了进气方式对气举提升性能的影响,主要通过改变气流喷嘴个数、喷射角度以及接气管布置方式来测试提升管出口端排液量、排沙量、颗粒浓度和提升效率。实验结果表明进气方式的变化对气举提升性能有显著影响,在气量一定情况下,合理的... 研究了进气方式对气举提升性能的影响,主要通过改变气流喷嘴个数、喷射角度以及接气管布置方式来测试提升管出口端排液量、排沙量、颗粒浓度和提升效率。实验结果表明进气方式的变化对气举提升性能有显著影响,在气量一定情况下,合理的进气方式可以达到最佳提升效果。 展开更多
关键词 气举装置 喷嘴 进气角度 排沙量 效率
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机械类专业创新人才培养研究 被引量：6
18
作者 唐川林 谭艳萍 +1 位作者 何国旗 明兴祖 《湖南工业大学学报》 2008年第2期98-100,共3页
结合机械类专业人才培养的实际,将有关的现代科学技术融于课程体系。从创新教育课程、创新实践环节以及创新理论研究与人才培养等3个方面阐述了建立机械类专业创新人才培养体系的一些观点,探讨了适合创新人才培养的课程体系改革。
关键词 创新 改革 培养体系 创新设计
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滨海砂矿开采新方法的研究 被引量：8
19
作者 唐川林 廖振方 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1999年第3期79-84,共6页
提出了一种用气举和自激振荡脉冲射流相结合的方式开采潜水层滨海砂矿的新方法。研究了气举的数学和物理模型，探讨了自激振荡脉冲射流作为气举装置破碎器的可行性。理论和实验表明：自激振荡脉冲射流不仅能破碎水下土岩层，而且能松散... 提出了一种用气举和自激振荡脉冲射流相结合的方式开采潜水层滨海砂矿的新方法。研究了气举的数学和物理模型，探讨了自激振荡脉冲射流作为气举装置破碎器的可行性。理论和实验表明：自激振荡脉冲射流不仅能破碎水下土岩层，而且能松散砂矿颗粒，使砂矿颗粒易于进入气举吸头。 展开更多
关键词 气举 滨海砂矿 自激振荡 砂矿开采
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串联型脉冲喷嘴内流场的数值模拟 被引量：3
20
作者 唐川林 何小婷 +1 位作者 胡东 申硕 《轻工机械》 CAS 2013年第6期21-25,共5页
以串联型脉冲喷嘴为研究对象,基于标准的κ-ε模型,通过改变腔长,应用FLUENT软件对串联型脉冲喷嘴谐振腔内流场进行数值模拟,得到了速度场的分布规律,计算结果表明,存在一个最佳腔长使得射流出口速度达到最大。实验也得到了类似的结果。
关键词 射流喷嘴 腔长 数值分析 FLUENT软件
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