磨料参数对低压磨料空气射流喷嘴磨损影响研究
张宏图
叶红燕
刘勇
魏建平
李志平
河南理工大学 瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地,河南 焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000
摘要：目的 低压磨料空气射流辅助破岩喷嘴内部受高速运动磨料冲蚀导致磨损过快,为改善喷嘴磨损,提高低压磨料空气射流辅助破岩效率.方法 选取拉瓦尔喷嘴为研究对象,依托Archard Wear和Relative Wear磨损模型,利用FLUENT-EDEM进行耦合数值模拟,选取磨料质量流量、粒径、形状和种类等主要影响因素进行数值模拟计算,以磨损深度为评价指标,求解不同因素对喷嘴磨损的影响.结果 研究可知,磨损发生在喷嘴收敛段喷嘴入口0～6 mm,且磨损最大处集中于距喷嘴入口2.62～3.28 mm,之后磨料发生集束作用开始沿喷嘴轴线处运动,收敛段后端和整个扩张段不发生磨损.数值模拟中,磨损规律与磨料碰撞速度、喷嘴内壁的碰撞次数有关,不同磨料参数对喷嘴磨损影响不同.磨料质量流量增大,导致磨料与喷嘴碰撞次数增多,造成磨损深度增大;磨料粒径增大通过影响碰撞时能量从而增大磨损;球形度较小的颗粒由于棱角尖锐会造成更大的磨损;材料密度、剪切模量、泊松比不同对磨损产生了影响不同,其中以石榴石造成的磨损最大.结论 研究结果可为降低喷嘴磨损提供一定的理论指导.
关键词：磨料空气射流喷嘴磨损拉瓦尔喷嘴磨料参数
分类号：TD421(矿山机械)
资助基金：国家自然科学基金(52274192)国家自然科学基金(52374193)河南省优秀青年科学基金资助项目(232300421062)
论文发表日期：2025-07-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 94-103 )
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