Investigación sobre el flujo multifásico y el desgaste de boquillas en una cabeza de corte por chorro de agua abrasivo a alta presión
Autores: Zou, Xiang; Fu, Liandong; Wu, Lin; Zuo, Wenhao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación sobre el flujo multifásico y el desgaste de boquillas en una cabeza de corte por chorro de agua abrasivo a alta presión
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Investigación
Flujo multifásico
Chorro de agua abrasivo
Método de Euler
Simulación CFD
Desgaste de partículas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
La investigación sobre el proceso de mezcla de flujo multifásico gas-líquido-sólido en un chorro de agua abrasivo de alta presión (HP-AWJ) es de gran importancia para mejorar el rendimiento del corte por chorro de agua. En este artículo, se utiliza el método de Euler-modelo VOF, un método de simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD), para resolver el flujo multifásico de aire-agua en un chorro de agua abrasivo (AWJ). El método de Euler-Lagrange se utiliza además para estudiar el flujo multifásico de partículas abrasivas. El método considera el factor de forma de la partícula, utiliza la función de Rosin-Rammler y define un modelo efectivo para el modelo de desgaste partícula-pared. Al resolver la velocidad de la fase continua y la fase particulada en la cabeza de corte del AWJ, se estudia el problema del desgaste de la boquilla causado por las partículas. Finalmente, se investigan la velocidad de salida del AWJ y el desgaste de las partículas variando los parámetros del modelo. Los resultados muestran que el modelo de tubo abrasivo doble mejoró efectivamente el problema del desgaste unilateral dentro de la boquilla, y la velocidad tangencial del aire afectó el proceso de aceleración del abrasivo dentro de la boquilla, con una menor velocidad abrasiva resultando en menos desgaste del modelo. Al mismo tiempo, se analizan los efectos del tubo de entrada de abrasivo y el tamaño de la cámara de mezcla en la velocidad de salida del abrasivo y el desgaste de la boquilla. Los resultados obtenidos proporcionan una valiosa guía para abordar los problemas de mezcla de flujo multifásico en el AWJ, mejorando el proceso de aceleración del abrasivo y extendiendo la vida útil de la boquilla.
Descripción
La investigación sobre el proceso de mezcla de flujo multifásico gas-líquido-sólido en un chorro de agua abrasivo de alta presión (HP-AWJ) es de gran importancia para mejorar el rendimiento del corte por chorro de agua. En este artículo, se utiliza el método de Euler-modelo VOF, un método de simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD), para resolver el flujo multifásico de aire-agua en un chorro de agua abrasivo (AWJ). El método de Euler-Lagrange se utiliza además para estudiar el flujo multifásico de partículas abrasivas. El método considera el factor de forma de la partícula, utiliza la función de Rosin-Rammler y define un modelo efectivo para el modelo de desgaste partícula-pared. Al resolver la velocidad de la fase continua y la fase particulada en la cabeza de corte del AWJ, se estudia el problema del desgaste de la boquilla causado por las partículas. Finalmente, se investigan la velocidad de salida del AWJ y el desgaste de las partículas variando los parámetros del modelo. Los resultados muestran que el modelo de tubo abrasivo doble mejoró efectivamente el problema del desgaste unilateral dentro de la boquilla, y la velocidad tangencial del aire afectó el proceso de aceleración del abrasivo dentro de la boquilla, con una menor velocidad abrasiva resultando en menos desgaste del modelo. Al mismo tiempo, se analizan los efectos del tubo de entrada de abrasivo y el tamaño de la cámara de mezcla en la velocidad de salida del abrasivo y el desgaste de la boquilla. Los resultados obtenidos proporcionan una valiosa guía para abordar los problemas de mezcla de flujo multifásico en el AWJ, mejorando el proceso de aceleración del abrasivo y extendiendo la vida útil de la boquilla.