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高压水射流粉碎物料与压力释放效应

时间:2012-10-25     来源:

对材料变形和破坏的研究,以往大多数人只注重于加载状态,却很少有人研究在卸载状态下材料的变形破坏。然而,卸载作用,也就是压力释放效应,却广泛存在于人类的工程活动中。试验表明,岩石不但可以在加载状态下破坏,也可以在卸载状态下破坏,卸载应力下岩石的变形特征区别于加载应力,表现为沿卸载方向强烈的扩容或膨胀。因此,破坏程度比加载状态下要更强烈。
 
物理粉碎时,粉碎的阻力与物料的强度有关。强度越高,粉碎的阻力就越大,能耗也越高。很多实验表明,对于大多数脆性材料,抗压强度>抗剪强度>抗弯强度>抗拉强度,抗压强度最大而抗拉强度最小,而且抗拉强度要比其抗压强度低得多。所以在研究物料粉碎时,如果能利用材料的这一特性进行粉碎,就可以提高效率,降低能耗。
 
高压水射流粉碎物料与压力释放效应:
 
在研究颗粒的粉碎时,我们可以利用加压后的颗粒,使其突然卸载,通过压力释放效应使物料破坏。
 
前混合式磨料高压水射流粉碎示意图
 
根据前混合磨料射流原理所形成的高压水射流粉碎示意图来看,高压泵产生的高压水分为两股:一股是高压水经节流阀流入高压储料罐底部的流态化室,使罐内的颗粒局部流态化,同时颗粒获得流动初速度。而另一股高压水流入混合室并与来自流态化室的颗粒浆液充分混合,混合后的颗粒浆液被输送到喷嘴,作为载体的高压水通过喷嘴被加速的同时也会带动颗粒加速。
 
当颗粒加速后以近于高压水射流的速度喷向靶体,并与靶体产生撞击,最后使颗粒粉碎。在整个过程中,颗粒先后受到了水射流的冲击作用、动压力作用、脉冲作用以及摩擦剪切作用。同时,加入到高压水射流中的颗粒,首先受到的是高压的作用,此时颗粒发生弹性变形,然后随高压水射流被加速后突然喷出而压力释放,整个过程是一个加压、压力突然释放的过程。
  • 标签:
  • 压力
  • 释放
  • 效应
  • 粉碎
  • 高压水射流
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