Fattori che influenzano l'usura degli ugelli di fratturazione della sabbiatura idraulica
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L'usura dell'ugello dovuta al getto di sabbiatura idraulico è principalmente l'usura per erosione delle particelle di sabbia sulla parete interna dell'ugello. L'usura dell'ugello è il risultato dell'azione del getto di sabbia sulla parete interna dell'ugello. Si ritiene generalmente che la perdita di volume macroscopica della superficie interna dell'ugello dovuta all'usura sia formata dall'accumulo della perdita di volume microscopica del materiale causata dall'impatto di una singola particella di sabbia. L'usura da erosione della sabbia sulla superficie interna dell'ugello comprende principalmente tre forme: usura da microtaglio, usura per fatica e usura per frattura fragile. Sebbene le tre forme di usura si verifichino contemporaneamente, a causa delle diverse caratteristiche del materiale dell'ugello e delle caratteristiche delle particelle di sabbia, lo stato di sollecitazione dopo l'impatto è diverso e la proporzione delle tre forme di usura è diversa.
1. Fattori che influenzano l'usura degli ugelli
1.1 Fattori materiali dell'ugello stesso
Attualmente, i materiali comunemente utilizzati per produrre ugelli a getto sono principalmente acciaio per utensili, ceramica, carburo cementato, gemme artificiali, diamante e così via. ILmicrostruttura, la durezza, la tenacità e altre proprietà fisiche e meccaniche del materiale hanno effetti importanti sulla sua resistenza all'usura.
1.2 Forma della struttura del canale di flusso interno e parametri geometrici.
Attraverso la simulazione di diversi tipi di ugelli, l'autore ha scoperto che nel sistema a getto di sabbiatura idraulico, l'ugello a velocità variabile costante è migliore dell'ugello aerodinamico, l'ugello aerodinamico è migliore dell'ugello conico e l'ugello conico è migliore dell'ugello conico ugello conico. Il diametro di uscita dell'ugello è generalmente determinato dalla portata e dalla pressione del getto. Quando la portata rimane invariata, se il diametro di uscita viene ridotto, la pressione e la portata aumenteranno, il che aumenterà l'energia cinetica di impatto delle particelle di sabbia e aumenterà l'usura della sezione di uscita. Aumentando il diametro dell'ugello del getto aumenterà anche l'usura della massa, ma in questo momento la perdita della superficie interna è ridotta, quindi è necessario selezionare il diametro dell'ugello migliore. I risultati sono ottenuti mediante simulazione numerica del campo di flusso degli ugelli con diversi angoli di contrazione.
Per riassumere, fo ugello conico, minore è l'angolo di contrazione, più stabile è il flusso, minore è la dissipazione turbolenta e minore è l'usura dell'ugello. La sezione cilindrica diritta dell'ugello svolge il ruolo di rettifica e il suo rapporto lunghezza-diametro si riferisce al rapporto tra la lunghezza della sezione cilindrica dell'ugello e il diametro dell'uscita, che è un parametro importante che influenza l'usura. Aumentando la lunghezza dell'ugello è possibile ridurre il tasso di usura dell'uscita, poiché il percorso della curva di usura verso l'uscita viene esteso. L'ingressoaL'angolo dell'ugello ha un effetto diretto sull'usura del passaggio del flusso interno. Quando la contrazione dell'ingressoaangolo diminuisce, il tasso di usura in uscita diminuisce linearmente.
1.3 Rugosità della superficie interna
La superficie microconvessa della parete interna dell'ugello conferisce grande resistenza all'urto del getto di sabbiatura. L'impatto delle particelle di sabbia sulla parte sporgente del rigonfiamento provoca l'espansione delle microfessurazioni superficiali e accelera l'usura abrasiva dell'ugello. Pertanto, ridurre la rugosità della parete interna aiuta a ridurre l'attrito.
1.4 Influenza della sabbiatura
La sabbia di quarzo e il granato sono spesso utilizzati nella fratturazione mediante sabbiatura idraulica. L'erosione della sabbia sul materiale dell'ugello è la principale causa di usura, quindi il tipo, la forma, la dimensione delle particelle e la durezza della sabbia hanno una grande influenza sull'usura dell'ugello.