磨料水射流中磨料颗粒的受力分析.pdf

( ) 2006 年 　第 30 卷 　　　　　　中国石油大学学报 自然科学版 　　　　　　　　Vol. 30 　No. 4 　第 4 期 　　　　　　　　Journal of China University of Petroleum 　　　　　　　　Aug. 2006 ( ) 　　文章编号 2006 磨料水射流中磨料颗粒的受力分析 王明波 , 王瑞和 ( 中国石油大学 石油工程学院 , 山东 东营 257061) 摘要 :对磨料水射流中磨料颗粒的受力进行了分析 ,采用量级比较和典型函数法重点研究了 Basset 力、虚拟质量力、 Magnus 力和 Saffman 力与 Stokes 力的相对重要性。结果表明 ,对磨料水射流进行模拟研究时 ,必须考虑惯性力、重 力、压差力和 Stokes 力对磨料颗粒运动的影响。当磨料颗粒在喷嘴的收缩段和直柱段中运动时 ,磨料颗粒所受的 Basset 力、虚拟质量力与 Stokes 力处于同一量级 ,对磨料颗粒的运动影响很大 ,不可忽略 ;随着时间的推移 ,当磨料颗 粒从喷嘴射出后 ,磨料颗粒所受的 Basset 力、虚拟质量力与 Stokes 力相比要小得多 ,对磨料颗粒的运动影响很小 ,可 以忽略;磨料水射流喷嘴外流场中 ,流体粘性的存在限制了磨料颗粒的旋转 ,磨料颗粒所受的 Magnus 力比 Stokes 力 小得多 ,可以忽略 ;在喷嘴外的自由射流区域 , 由于流速梯度沿径向变化较慢,磨料颗粒所受的 Saffman 力同 Stokes 力相比也可以忽略。 关键词 :磨料水射流 ; 磨料颗粒 ; 受力分析 ; 量级比较 ; 典型函数法 中图分类号: TE 248 　　　文献标识码 :A Analysis of forces acting on abrasive particles in abrasive water jet WAN G Mingbo , WAN G Ruihe ( ) College of Pet roleum Engineering in China U niversity of Pet roleum , Dongyin g 257061 , S handong Province , China Abstract : Forces acting on the abrasive particles in the abrasive water jet were anal yzed. The magnitude comparison method and the typical function method were used to analyze the relative importance of Basset force , virtual mass force , Magnus force and Saffman force with Stokes force. It is found that the inertia force , gravity , pressure difference force and Stokes force are important for the motion of abrasive particles and can not be neglected. Basset force and virtual mass force are on t