淹沒式磨料水射流切割裝置設(shè)計及實驗研究.pdf

1、磨料水射流切割技術(shù)是在高壓純水射流中添加一定量的磨料顆粒來提高純水射流切割能力的一項新技術(shù)。隨著海洋資源的開發(fā)與利用，海上遇難船舶的數(shù)量越來越多。海底沉船表面破拆和垢物清除任務(wù)增多，傳統(tǒng)的切割方式很難在海底中應(yīng)用，因此磨料水射流憑借其在海水中較強(qiáng)的切割能力在打撈領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。復(fù)雜的海洋環(huán)境，對磨料水射流的切割裝置提出了更高的要求。本文的主要目標(biāo)是設(shè)計一款能在100米以內(nèi)的海水中進(jìn)行沉船表面開孔的裝置并進(jìn)行性能試驗研究。
　　

2、本文對磨料水射流的切割沖蝕機(jī)理進(jìn)行研究。在磨料水射流的切割過程中，產(chǎn)生切深的主要原因是磨料顆粒對工件材料的沖擊和磨削作用。淹沒環(huán)境下，射流的速度隨著距離的增加而逐漸減弱。通過Fluent仿真研究100米海深條件下圍壓對磨料水射流的影響，然后在實驗室條件下進(jìn)行正交實驗，研究分析了不同切割參數(shù)對淹沒式磨料水射流切割能力的影響。仿真與實驗相結(jié)合，得出對切割能力影響較大的幾個參數(shù)依次是噴嘴孔徑、切割噴頭轉(zhuǎn)速、泵壓等。確定了淹沒式磨料水射流切割的

3、最佳切割參數(shù)，使切割效率大大提高，為淹沒式磨料水射流切割的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。設(shè)計了一款可在100米水深工作的開孔裝置?；谛蕛?yōu)化得到的切割參數(shù)進(jìn)行裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，裝置采用電機(jī)驅(qū)動、齒輪傳動的結(jié)構(gòu)，能夠在水下穩(wěn)定工作，達(dá)到預(yù)期的工作要求。裝置采用強(qiáng)磁底座作為吸附結(jié)構(gòu)，可穩(wěn)定地吸附在船體表面。水下開孔實驗首先研究了不同長度的高壓軟管對開孔裝置切割能力的影響;其次分析了射流在不同長度、內(nèi)徑的管路中的能量損失情況;最后通過水下鋼板開孔試驗，對厚