影響液壓噴砂壓裂噴嘴磨損的因素

影響液壓噴砂壓裂噴嘴磨損的因素

2023-08-25Share

因素A影響W耳朵的H液壓的S和爆破F斷裂N噴嘴

Factors Affecting the Wear of Hydraulic Sandblasting Fracturing Nozzles

水力噴砂射流對噴嘴的磨損主要是砂粒對噴嘴內壁的沖蝕磨損。噴嘴的磨損是噴砂對噴嘴內壁作用的結果。一般認為,噴嘴內表面因磨損而產生的宏觀體積損失是由單個砂粒衝擊引起的材料微觀體積損失的累積而形成的。噴砂對噴嘴內表面的沖蝕磨損主要包括微切削磨損、疲勞磨損和脆性斷裂磨損三種形式。雖然三種磨損形式同時發生,但由於噴嘴材料特性和砂粒特性不同,衝擊後的應力狀態不同,三種磨損形式所佔的比例也不同。


1、影響噴嘴磨損的因素

1.1 噴嘴本身的材質因素

目前,常用製造噴嘴的材料主要有工具鋼、陶瓷、硬質合金、人造寶石、金剛石等。這微觀結構, 材料的硬度、韌性等物理機械性能對其耐磨性有重要影響。

1.2 內部流道結構形狀及幾何參數.

通過對不同類型噴嘴的仿真,作者發現在液壓噴砂射流系統中,恆變速噴嘴優於流線型噴嘴,流線型噴嘴優於錐形噴嘴,錐形噴嘴優於錐形噴嘴。錐形噴嘴。噴嘴的出口直徑一般由射流的流量和壓力決定。在流量不變的情況下,如果減小出口直徑,壓力和流量就會變大,會增大砂粒的衝擊動能,增加出口段的磨損。增大射流噴嘴直徑也會增加質量磨損,但此時內表面損失減少,因此應選擇最佳噴嘴直徑。通過對不同收縮角噴嘴流場進行數值模擬得到結果。


綜上所述,f或圓錐形噴嘴,收縮角越小,流動越穩定,湍流耗散越少,對噴嘴的磨損也越小。噴嘴的直圓柱截面起著整流作用,其長徑比是指噴嘴圓柱截面的長度與出口直徑的比值,是影響磨損的重要參數。增加噴嘴的長度可以降低出口的磨損率,因為磨損曲線到出口的路徑被延長。入口a噴嘴的角度對內流道的磨損有直接影響。當入口收縮時a角度減小,出口磨損率線性減小。


1.3 內表面粗糙度

噴嘴內壁的微凸表面對噴砂射流產生很大的抗衝擊能力。砂粒對凸出部分的衝擊導致表面微裂紋擴展,加速噴嘴的磨料磨損。因此,降低內壁粗糙度有助於減少摩擦。


1.4 噴砂的影響

水力噴砂壓裂常用石英砂和石榴石。砂粒對噴嘴材料的侵蝕是造成磨損的主要原因,因此砂粒的種類、形狀、粒度和硬度對噴嘴的磨損影響很大。

 


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