低压缩扩形喷嘴空化射流数值模拟及试验研究

作者：奉虎; 杨永印; 王艳涛; 冯丰; 王亮; 谷万囤

来源：石油机械, 2018, 46(04): 55-59.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2018.04.010

• 缩扩形喷嘴
• 空化射流
• 数值模拟
• 冲蚀试验
• 喷嘴
• 结构参数

针对水力喷射式海底挖沟所用锥形喷嘴冲蚀挖沟效率低等问题,基于理论分析,设计了缩扩形空化射流喷嘴。数值模拟结果发现,该喷嘴在低压1.5 MPa喷嘴压降下可以使淹没射流空化,空化发生的区域主要在扩张段。冲蚀试验揭示了喷嘴扩张段的长度对射流冲蚀效果的影响。1.5 MPa下冲蚀砂样试验结果表明:当喷嘴喉部长度为3倍喷嘴直径、扩张角为30°、扩张段长度为4倍喷嘴直径时,射流冲蚀效果最佳,试验条件下比其他3种缩扩形喷嘴的冲蚀深度及宽度分别提高125%和75%,对比锥形喷嘴分别提高73%和280%。研究结果为空化射流应用于海底挖沟提高效率提供了理论依据。

• 单位
  海洋石油工程股份有限公司; 中国石油大学（华东）