气举用脉冲进气自激振荡空气喷嘴数值模拟与试验研究

作     者：唐川林 梁晶晶 胡东 杨凤玲 程宏贵 TANG Chuanlin;LIANG Jingjing;HU Dong;YANG Fengling;CHENG Honggui

作者机构：湖南人文科技学院能源与机电工程学院湖南娄底417000 湖南人文科技学院水射流实验室湖南娄底417000 娄底潇湘职业学院汽车机电工程学院湖南娄底417000 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2024年第43卷第12期

页      面：30-35,64页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51374101) 湖南省教育厅科研项目(21C0783) 

主　　题：自激振荡脉冲射流 空气喷嘴 腔长 压力脉动 

摘      要：气举(气力泵)广泛应用在海洋采矿、钻孔水力开采、深水清淤等场合,越来越引起用户的重视。国内外学者对提升气举效率做了不少探索性研究,提出了脉冲进气是有效提升气举效率的途径之一,据此,提出一种亥姆霍兹式空气喷嘴,通过此喷嘴产生脉冲射流作为气举的进气方式,达到改善气举性能的目的。依据波涡理论,分析了自激振荡脉冲射流的产生机理;运用Fluent软件,对自激振荡空气喷嘴内流场进行了数值模拟,基于仿真结果进行试验研究。研究表明:结构参数和运行参数对射流特性影响显著。在入口压力为3 bar(1 bar=1×10^(5)Pa),腔长L=64 mm,频率为8 Hz情况下,压力脉动波动差值和幅值最大,产生的空气脉冲射流最显著;幅值随腔长的增大先上升后下降。数值模拟与试验结果一致。研究成果可为空气脉冲射流与气举一体化的工程应用提供参考,具有较高的工程应用价值。