Factores que afectan ao desgaste das boquillas de fracturación por chorro de area hidráulica
FactoresAafectando aWorella deHhidráulicoSe chorreoFracturandoNbrotes
O desgaste da boquilla polo chorro de area hidráulico é principalmente o desgaste por erosión das partículas de area na parede interna da boquilla. O desgaste da boquilla é o resultado da acción do chorro de area sobre a parede interior da boquilla. En xeral, crese que a perda de volume macroscópico da superficie interna da boquilla debido ao desgaste está formada pola acumulación da perda de volume microscópica do material causada polo impacto dunha única partícula de area. O desgaste por erosión da area na superficie interna da boquilla inclúe principalmente tres formas: desgaste por microcorte, desgaste por fatiga e desgaste por fractura fráxil. Aínda que as tres formas de desgaste ocorren ao mesmo tempo, debido ás diferentes características do material da boquilla e ás características das partículas de area, o estado de tensión despois do impacto é diferente e a proporción das tres formas de desgaste é diferente.
1. Factores que afectan ao desgaste da tobera
1.1 Factores materiais da propia boquilla
Na actualidade, os materiais que se usan habitualmente para fabricar boquillas de chorro son principalmente aceiro para ferramentas, cerámica, carburo cementado, xemas artificiais, diamante, etc. Omicroestructura, dureza, tenacidade e outras propiedades físicas e mecánicas do material teñen efectos importantes sobre a súa resistencia ao desgaste.
1.2 Forma da estrutura da canle de fluxo interno e parámetros xeométricos.
A través da simulación de diferentes tipos de boquillas, o autor descubriu que no sistema de chorro de area hidráulico, a boquilla de velocidade variable constante é mellor que a boquilla aerodinámica, a boquilla aerodinámica é mellor que a boquilla cónica e a boquilla cónica é mellor que a boquilla cónica. boquilla cónica. O diámetro de saída da boquilla é xeralmente determinado polo caudal e a presión do chorro. Cando o caudal non cambia, se se reduce o diámetro de saída, a presión e o caudal aumentarán, o que aumentará a enerxía cinética de impacto das partículas de area e aumentará o desgaste da sección de saída. O aumento do diámetro da boquilla de chorro tamén aumentará o desgaste da masa, pero neste momento a perda de superficie interna redúcese, polo que se debe seleccionar o mellor diámetro da boquilla. Os resultados obtéñense mediante simulación numérica do campo de fluxo da boquilla con diferentes ángulos de contracción.
En resumo, fou boquilla cónica, canto menor sexa o ángulo de contracción, máis estable será o fluxo, menor será a disipación turbulenta e menos desgaste da boquilla. A sección cilíndrica recta da boquilla desempeña o papel de rectificación, e a súa relación lonxitude-diámetro refírese á relación entre a lonxitude da sección do cilindro da boquilla e o diámetro da saída, que é un parámetro importante que afecta o desgaste. Aumentar a lonxitude da boquilla pode reducir a taxa de desgaste da saída, porque o camiño da curva de desgaste ata a saída se estende. A entradaangle da boquilla ten un efecto directo sobre o desgaste do paso de fluxo interior. Cando a contracción de entradaadiminúe, a taxa de desgaste da saída diminúe linealmente.
1.3 Rugosidade da superficie interna
A superficie microconvexa da parede interna da boquilla produce unha gran resistencia ao impacto ao chorro de area. O impacto das partículas de area na parte saínte da protuberancia provoca a expansión da microgrieta superficial e acelera o desgaste abrasivo da boquilla. Polo tanto, reducir a rugosidade da parede interior axuda a reducir a fricción.
1.4 Influencia do chorro de area
A area de cuarzo e o granate úsanse a miúdo na fracturación hidráulica por chorro de area. A erosión da area no material da boquilla é a principal causa de desgaste, polo que o tipo, a forma, o tamaño das partículas e a dureza da area teñen unha gran influencia no desgaste da boquilla.