摘要：超高压水射流自驱旋转型喷头是目前广泛应用于船壁除锈的一种装置,其布局方式直接影响船壁除锈的效率和质量,目前喷头布局多依赖工程经验,缺少准确的理论分析和优化技术支持。针对水射流自驱旋转型喷头的布局优化问题,在传统遗传算法(genetic algorithm,GA)的基础上,提出一种基于“锦标赛选择”的精英策略遗传算法(elitist strategy genetic algorithm,ESGA),该算法通过采用种群进化过程中精英个体直接保留到下一代的进化策略,从而有效提高算法的全局收敛能力和算法的鲁棒性。结合旋转喷头扫掠冲击性能和轨迹特征,以喷头移动路径垂直打击面上的能量分布均匀度为衡量标准,建立超高压水射流自驱旋转型喷头的螺旋扫掠冲击离散化时间优化模型,并分别利用两种遗传算法对其进行优化改进。对一字形水射流自驱旋转型喷头的布局优化研究发现,经ESGA算法优化的旋转喷头,其扫掠冲击能量分布均匀度较原喷头布局提升了47.2%,其收敛精度也高于GA算法。经对ESGA算法优化后的喷头实验验证发现,ESGA优化方案较原设计方案除锈效率提高了42.0%。改进的ESGA优化算法可行性强,能够在收敛迭代次数较少的情况下得到水动力性能更好的喷头布局方案,为旋转型喷头布局优化设计提供了理论依据和应用支持。

摘要：超高压水射流除锈是一种环保高效的除锈技术,具有能耗低、污染小、效率高等优势,在修造船行业逐渐普及应用。基于CFD(computational fluid dynamics)技术,结合空化、多相流等多种模型,同时考虑液体的可压缩性,实施了超高压水射流除锈喷嘴三维仿真计算。将靶面剪切应力和打击压强分布作为重要参量,开展不同靶距和冲击角对超高压水射流动力学性能影响的分析,阐明了靶面最大剪切应力、打击压强分布规律与靶距和冲击角的关系,得出最佳冲击角范围为10°-16°,对应的最佳靶距为20倍-30倍的喷嘴直径。相关研究为超高压水射流除锈喷嘴喷射参数设计提供相应参考。

摘要：基于对超高压水射流喷头的外部参数定量化分析,给出关于射流核心参数的优选方法,旨在提高水射流效率。首先,根据超高压水射流除锈喷嘴的工作特点,考虑到水的压缩性和空化效应,建立单束定冲角、多束旋转喷头的三维数值模型,通过改变靶距、入射角度、转速等外部特征参数,实施了超高压水射流除锈喷头水动力性能模拟研究。然后,重点分析单束定冲角喷嘴靶距、入射角度对靶面剪切应力、打击压强分布的影响,以及射流等速核长度与最佳射流靶距的关系。发现当靶距等于喷嘴射流等速核长度时,壁面剪切应力达到最佳水平。此外,通过分析高速旋转射流卷吸效应、靶面水垫作用对靶面所受剪切应力、打击压强分布的影响,得到最佳转速范围和对应线速度。初步阐明了射流冲击剥离的机理、单束定冲角以及多束旋转射流的特征参数对射流效果的影响,可为超高压除锈喷头的设计、装配提供参考。

摘要：滤筒清灰是除尘器运行的关键环节,以脉冲喷吹技术应用最为广泛,具有工艺简单、不中断风流等优点。近年来,脉喷清灰滤筒除尘器因技术优势市场份额逐渐增多,相关研究发展迅速。研究者运用理论分析、试验研究和数值模拟等手段对滤筒的脉喷清灰技术进行了广泛探讨,并取得了大量有益进展。阐述了除尘滤筒脉喷清灰技术的基本原理、尘饼附着作用和清灰效果评价方法,分析了影响清灰性能的主要因素,剖析了除尘滤筒脉喷清灰存在的主要问题,总结了提高清灰均匀性改进措施的最新进展,并展望了滤筒脉喷清灰的发展方向。研究表明:滤筒清灰机理的认识普遍采用喷吹压力理论并以筒壁所受静压为喷吹指标;清灰效果评价主要基于过滤阻力的变化和落尘质量;喷吹气流偏斜、清灰不均匀、剥离粉尘回吸是滤筒清灰面临的共性难题,其中清灰不均匀是当前研究焦点;改善滤筒清灰性能主要有喷嘴设计、文丘里管增设、滤筒结构优化、喷吹策略改进等措施,其中协同对撞喷吹突破了单一点源式喷吹的局限,克服清灰不良问题潜力较大。未来研究的重点为脉冲喷吹滤筒清灰机理分析、脉喷清灰结构设计与参数优化、尘饼剥离与运移规律分析、脉喷系统及其参数设计规范建立。研究成果可为促进除尘滤筒脉喷清灰技术的发展和工程应用提供参考。

摘要：除尘滤筒的脉冲喷吹清灰存在清灰不良问题,考察了文丘里喷嘴对新型对撞喷吹性能的改善效果,构建了脉冲喷吹的数值模型,运用Ansys Fluent 19.0软件对清灰流场进行模拟与分析。结果表明,文丘里喷嘴和普通喷嘴在相同条件下对撞脉喷形成的高压喷吹气流的运移规律类似,移动式作用于滤筒壁面。应用文丘里喷嘴有利于显著提高对撞脉喷过程中滤筒中下部的喷吹压力,进而提高整体的喷吹强度。与普通喷嘴相比,文丘里喷嘴喷吹距离越大,对于对撞脉喷清灰喷吹强度的提升越加显著。以上结论可为除尘器的脉喷清灰优化设计提供参考。