空化水射流破碎岩石的机理研究

›› 2005, Vol. 26 ›› Issue (8): 1233-1237.

空化水射流破碎岩石的机理研究

卢义玉，李晓红，向文英

重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室，400044 重庆

收稿日期:2005-01-27 出版日期:2005-08-10 发布日期:2013-12-26
作者简介:卢义玉，男，1971年生，副教授，主要从事高压水射流理认及应用研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助（No.50334060）。

Rock erosion mechanism of cavitating water jets

LU Yi-yu, LI Xiao-hong, XIANG Wen-ying

Key Lab for the Exploitation of Southwestern Resources & Environmental Disaster Control Engineering, Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing 400044, China

Received:2005-01-27 Online:2005-08-10 Published:2013-12-26

摘要/Abstract

摘要： 在不同泵压和淹没压力条件下，针对不同类型的空化喷嘴，对空化水射流的空泡云特性和破碎岩石机理进行了一系列实验研究，探讨了空化水射流的空泡云与冲蚀能力之间的相互关系。优化空化喷嘴结构和工作条件以减小泵压，从而降低输入能量。空泡云的可视化研究显示缩放形喷嘴产生的空化云的长度和宽度比收敛形喷嘴的大。研究表明，空化水射流切割破碎岩石主要是由空泡的溃灭引起的，空泡云的长度等于靶距与切割深度之和；在切割破碎岩石时冲蚀效果只在开始几秒内发生，冲蚀深度并不随时间而增大。

关键词: 空化水射流, 空泡云, 岩石破碎

Abstract: A series of experiments relating to bubble cloud and erosion mechanism of cavitating water jets were carried out for different nozzles with different pump pressures and ambient pressures. The objective of this work is to find the relation between the erosion and the bubble cloud, determine drilling parameters such as the feed speed or rotating speed for a water jet drilling system, and explore nozzle operating conditions and nozzle designs to reduce the input energy by reducing the pump pressure. Visualization studies of the bubble cloud show that the length and width of the bubble cloud of the convergent-divergent nozzle are larger than those of the convergent-straight nozzle. The erosion tests confirm that it is the bubble collapse that causes the erosion, and the standoff distance plus the drilling depth equals to the bubble cloud length. In drilling brittle hard rock, erosion happens in the first few seconds, and after that, erosion does not increase with time.

Key words: cavitating water jets, bubble cloud, rock-erosion

中图分类号:

TU 443

卢义玉，李晓红，向文英. 空化水射流破碎岩石的机理研究[J]. , 2005, 26(8): 1233-1237.

LU Yi-yu, LI Xiao-hong, XIANG Wen-ying. Rock erosion mechanism of cavitating water jets[J]. , 2005, 26(8): 1233-1237.

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[2]	卢义玉，丁红，葛兆龙，夏彬伟，程亮 , . 空化水射流热效应影响煤体渗透率试验研究[J]. , 2014, 35(5): 1247-1254.
[3]	杨岳峰、梁正召、唐春安、. 冲击作用下的压头破岩机制研究[J]. , 2013, 34(6): 1775-1785.
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[6]	郑德帅，冯江鹏. 井底压力对岩石破碎的影响机制及应用研究[J]. , 2011, 32(S1): 205-208.
[7]	向文英，卢义玉，李晓红，李倩，冯欣艳,. 空化射流在岩石破碎中的作用实验研究[J]. , 2006, 27(9): 1505-1508.
[8]	李晓红，向文英，卢义玉. 脉冲磨料射流破碎岩石的实验研究[J]. , 2005, 26(7): 1043-1048.
[9]	孙清德，汪志明，于军泉，张文华,. 高压水射流破岩规律的数值模拟研究[J]. , 2005, 26(6): 978-982.

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[8]	徐扬，高谦，李欣，李俊华，贾云喜. 土石混合体渗透性现场试坑试验研究[J]. , 2009, 30(3): 855 -858 .
[9]	苏国韶，张克实，吕海波. 位移反分析的粒子群优化-高斯过程协同优化方法[J]. , 2011, 32(2): 510 -515 .
[10]	高文华，朱建群，张志敏，黄自永. 基于Hoek-Brown非线性破坏准则的软岩地基极限承载力数值模拟[J]. , 2011, 32(2): 593 -598 .