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前混式磨料水射流是近十几年发展起来的一项新技术,该技术的基本原理是以水为介质,通过高压发生装置使之获得巨大能量后,再通过供料和混合装置,将磨料加入高压水中,形成液固两相流。北京工业大学流体传动与控制研究中心成功研制出了前混式超高压细水雾切割灭火系统,本文在其基础上使用变频器作为系统的控制元件,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的启动与关闭。分析了扳机阀不能实现预定功能的原因,计算了扳机阀阀芯所受的液动力,从降低液动力的角度改进了扳机阀并进行了试验。 在对喷嘴内部流场和水雾化特性进行理论研究的基础上,应用Fluent软件对喷嘴内外流场进行了数值计算与分析。根据磨料射流的切割能力主要取决于磨料颗粒喷出喷嘴时的速度的结论,利用Fluent流场仿真软件研究了喷嘴几何参数对射流流场性能的影响。在边界条件和初始条件相同的情况下,分别改变喷嘴的收缩角、圆柱段长度和喷嘴直径,用Fluent软件对喷嘴内部流场的速度衰减特性进行了模拟和分析,从而得出了最佳的喷嘴结构参数。并通过切割实验对比验证了流场仿真所得出的结果,同时对改进后控制系统和扳机阀进行了测试。 北京工业大学流体传动与控制中心研制的前混式超高压细水雾切割灭火系统的高压发生装置是高压三柱塞泵,本中心拟用自主研制的斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵代替三柱塞泵作为该系统的动力源。该柱塞泵目前存在的主要问题是吸水不足,本文分析柱塞泵吸水不足的原因改变了它的结构,重新绘制了图纸,设计出了新的结构的柱塞泵并对新样机的缸体、柱塞副进行了可靠性分析。运用AMESim系统仿真软件,建立了斜盘式旋转阀配流纯水柱塞泵的模型,研究了配流阀阀芯的质量,余隙容积,弹簧预紧力以及弹簧刚度等参数对配流特性的影响。 搭建了泵试验系统,提出了阀配流柱塞泵的试验原理和试验方法,并对柱塞泵样机进行了跑合实验,总结了新样机出现的问题并提出了改进方案。