Simulación y Optimización de la Geometría de la Sección de la Boquilla para un Chorro de Agua Abrasivo en Suspensión
Autores: Li, Zhibo; Yao, Shaoming; Yun, Feihong; Wang, Xiangyu; Wang, Liquan; Wu, Yongtao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Simulación y Optimización de la Geometría de la Sección de la Boquilla para un Chorro de Agua Abrasivo en Suspensión
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Mejorar
Boquilla
Optimización
Rendimiento
Corte
Hidrodinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar simultáneamente el ciclo de vida y la capacidad de corte de una boquilla de chorro de agua abrasivo en suspensión, se utilizan tecnología de hidrodinámica, un método de enumeración y optimización ortogonal multiparamétrica para optimizar la geometría de la sección de la boquilla, tomando como variables de optimización el coeficiente de diámetro de entrada de la boquilla, el coeficiente de longitud axial de la sección de contracción y la curva de la sección de contracción, y seleccionando la velocidad máxima y la tasa de erosión de flujo unitario como indicadores. Se concluye que la curva óptima de la sección de contracción es una curva de Widosinski, el coeficiente óptimo de diámetro de entrada de la boquilla es 0.333 y el coeficiente óptimo de longitud axial de la sección de contracción es 2.857. En comparación con la boquilla de cono simple del producto comercial, el rendimiento de la boquilla de sección óptima mejora en un 5.64% y el ciclo de vida aumenta en un 43.2%. Sobre esta base, se estudian más a fondo los efectos de los parámetros de operación, incluidos la presión de entrada, la tasa de flujo de partículas abrasivas y el tamaño de las partículas abrasivas. Se determina que la boquilla de sección óptima tiene el mejor rendimiento bajo los parámetros de operación mencionados. Se demuestra que al optimizar la geometría de la sección de la boquilla, se mejora la capacidad de corte y el ciclo de vida de la boquilla, se puede mejorar significativamente el rendimiento de la boquilla y se realiza la optimización del rendimiento de la boquilla.
Descripción
Para mejorar simultáneamente el ciclo de vida y la capacidad de corte de una boquilla de chorro de agua abrasivo en suspensión, se utilizan tecnología de hidrodinámica, un método de enumeración y optimización ortogonal multiparamétrica para optimizar la geometría de la sección de la boquilla, tomando como variables de optimización el coeficiente de diámetro de entrada de la boquilla, el coeficiente de longitud axial de la sección de contracción y la curva de la sección de contracción, y seleccionando la velocidad máxima y la tasa de erosión de flujo unitario como indicadores. Se concluye que la curva óptima de la sección de contracción es una curva de Widosinski, el coeficiente óptimo de diámetro de entrada de la boquilla es 0.333 y el coeficiente óptimo de longitud axial de la sección de contracción es 2.857. En comparación con la boquilla de cono simple del producto comercial, el rendimiento de la boquilla de sección óptima mejora en un 5.64% y el ciclo de vida aumenta en un 43.2%. Sobre esta base, se estudian más a fondo los efectos de los parámetros de operación, incluidos la presión de entrada, la tasa de flujo de partículas abrasivas y el tamaño de las partículas abrasivas. Se determina que la boquilla de sección óptima tiene el mejor rendimiento bajo los parámetros de operación mencionados. Se demuestra que al optimizar la geometría de la sección de la boquilla, se mejora la capacidad de corte y el ciclo de vida de la boquilla, se puede mejorar significativamente el rendimiento de la boquilla y se realiza la optimización del rendimiento de la boquilla.