基于计算流体动力学CFD技术的局部反循环打捞工具数值模拟及结构优化

作者：张华礼; 杨盛; 李擎; 李玉飞; 罗伟; 汤积仁^*

来源：重庆大学学报, 2020, 43(04): 1-10.

• 局部反循环
• 打捞工具
• 数值模拟
• 喷嘴
• 水射流

针对现有局部反循环打捞工具存在打捞对象单一、反循环能量不足、碎屑采集率低等问题,提出了一种集收集和打捞于一体的新型局部反循环打捞工具,采用计算流体动力学(CFD)对该型工具作业时的流场进行模拟,揭示该型工具形成反循环的机理。在此基础上,开展该型工具结构优化数值模拟研究。结果表明:该型局部反循环打捞工具利用喷嘴形成的高压水射流的卷吸作用形成反循环系统,适当增加喷嘴数量能够提升该型工具的性能;局部反循环打捞工具性能随着喷嘴直径增加呈现先增大后减小的趋势,继续增大喷嘴直径将导致无法形成有效反循环系统;改变喷嘴的几何形状会影响局部反循环打捞工具性能,采用圆锥形喷嘴的局部反循环打捞工具性能最强,但是所需排量较大。研究结果可为局部反循环打捞工具的优化设计提供参考,为局部反循环打捞工具现场作业提供理论指导。

• 单位
  重庆大学; 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室