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ウォータージェットの切削性能とノズル内壁面形状の関係

水射流切割性能与喷嘴内壁形状的关系

基本信息

批准号：
11875222
负责人：
松木浩二
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,昨年度製作した8種類の直管部内壁面形状を有するストレートノズルを用いて,観察窓を有する大型圧力容器内で,1)キャビテーション気泡雲の観察ならびに2)砂岩試料の回転切削試験を行った.なお,ノズル径は全て1.2mm,吐出圧力は98.1MPa,環境圧力は10MPaまであり,切削試験のスタンドオフディスタンスはノズル径の10倍である.また,直観部の内壁面は,1)キリ加工,2)鏡面加工,3)放電加工,4)同じ断面積の楕円孔(1.1:1.3),キリ加工したもので5)幅1mm,深さ0.1mmの円環状溝を有するもの,6)幅1mm,高さ0.1mmの円環状突部を有するもの,7)直径1mm,高さ0.1mmの突起を有するもの,8)直径1mm,深さ0.1mmの溝を有するものである.その結果得られた主な知見は以下の通りである.1)キャビテーション気泡雲の全長は,全てのノズルでキャビテーション係数とともに急激に小さくなるが,キリ加工,鏡面加工したものが最も長く,円環状突部を有するものが最も短かい.その他のノズルはこれらの中間に位置し,直観部の粗さが小さいほどキャビテーション気泡雲の全長が長くなる傾向があり,逆に流れの阻害部が大きいほどキャビテーション気泡雲の全長が短い.2)切削深さもキャビテーション係数とともに急激に小さくなるが,直観部表面が滑らかなほど切削深さは大きく,大きな突部を有するほど切削深さが小さい.直観部粗さの影響は,高い環境水圧で顕著である.3)切削体積も,切削深さと同様な傾向を示し,環境水圧が小さい場合はキリ加工と鏡面加工の性能がよい.ただし.環境水圧が大きくなると切削深さが小さくなるためにチッピングが生ずることが多く,ノズル性能の正確な評価が困難であった.4)砂岩の切削深さとキャビテーション気泡雲全長の関係はノズルによらずほぼ直線間系にある.切削試験におけるスタンドオフディスタンスを考慮すると,キャビテーション気泡雲全長のほぼ半分が有効な壊食領域である.5)砂岩の切削深さと第1キャビテーション気泡雲長の関係もノズルによらずほぼ直線間系にある.切削試験におけるスタンドオフディスタンスを考慮すると,有効な壊食領域はほぼ第1キャビテーション気泡運長にあたる.このことから,水中ウォータージェットに伴うキャビテーション気泡運の壊食能は一様ではなく,下流に進むにつれて壊食能が低下する.しかし,今後,自由噴流と衝突噴流におけるキャビテーション気泡雲の発生挙動の相違を明らかにする必要がある.

There are 8 types of straight pipe inner wall shapes produced this year and last year. The トノズルを uses the いて, and the する large pressure container is inside the kancha 窓を, 1) キャビテーション気云の観看ならびに2) Sandstone sample cutting test の行転った.なお, diameter は full て 1.2mm, discharge pressure は 98.1MPa, environmental pressure は 10 MPa まであり, cutting test 験のスタンドオフディスタンスはノズル diameter 10である.また, the inner wall surface of the straight part, 1) キリ processing, 2) mirror processing, 3) Electric discharge machining, 4) Same cross-sectional area as the hole (1.1:1.3), キリ machining as the 5) width is 1mm, the depth is 0.1mm, the ring groove is 0.1mm deep, and the 6) width is 1m m, the height is 0.1mm, the annular protrusion is there, 7) the diameter is 1mm, the height is 0.1mm, the protrusion is there, 8) the diameter is 1mm, the depth is 0.1mm, the groove is thereするものである.その results getられた主な知见は下の通りである.1)キャビテーション気ョンの全lengthは,全てのノズルでキャビテーション coefficientとともに久久に小さくなるが,キリprocessing,mirror processingしたものが最も长く,円The annular protrusion is the shortest, the shortest, and the middle part. Set し, straight view part の thick さが small さいほどキャビテーション気 bubble cloud の full length が long くなる tendencies があり, reverse flow れの obstruction department が大きいほどキャビテーション気波云のThe overall length is short. 2) The cutting depth is small and the cutting depth is small.なるが, the surface of the straight part is smooth, the cutting depth is large, and the large convex part is smooth. The cutting depth is small and the cutting depth is small. The roughness of the straight part is affected by the influence of the high environmental water pressure.る.3) Cutting volume も, cutting depth さ様な tendency を indication し, environmental water pressure がさい field The performance of the combination of はキリ processing and mirror processing is がよい. Deep cutting performance The correct evaluation method is difficult. 4) The sandstone cutting depth is the same as the cutting depth. The relationship between the total length of the bubble cloud is the relationship between the straight lines and the cutting test.スタンドオフディスタンスをConsidering すると,キャビテーション気Bubble Cloud full lengthのほぼhalf-minute がeffectiveな壊食区である.5) Sandstone cutting depth さと 1stキャビテーThe relationship between ション気cloud length and もノズルによらずほぼstraight line system にある.Cutting testにおけるスタンドオフディスタンスをConsideration すると,effective な壊食区はほぼ1キャビテーション気簗野长にあたる.このことから,水ウォータージェットに companion うキャビテーション気 Transport の壊食能は一様ではなく, indecent に enter From now on, free jets and conflict jets will be released.るキャビテーション気波云の発生猙动の contradictory を明らかにするNecessaryがある.