非成岩水合物组合喷嘴射流破碎规律研究 |
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引用本文: | 冯清,王国荣,钟林,张林锋,王党飞,刘小平.非成岩水合物组合喷嘴射流破碎规律研究[J].中国造船,2023(4):106-119. |
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作者姓名: | 冯清 王国荣 钟林 张林锋 王党飞 刘小平 |
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作者单位: | 西南石油大学机电工程学院 |
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摘 要: | 基于LS-DYNA软件,建立淹没水射流破碎天然气水合物沉积物的拉格朗日-欧拉流固耦合模型,分析射流速度、喷嘴直径和喷嘴间距等对组合射流破碎结果的影响。基于自主研制的水合物替代试样以及相关试验装置,进行淹没水射流破碎天然气水合物沉积物的试验,通过三维扫描仪得到破碎坑形貌,测量了破碎坑尺寸。研究发现:增加射流速度可有效提高射流破碎效率,喷嘴直径对射流破碎坑直径影响明显。对比喷嘴直径为3 mm和4 mm以及4 mm和5 mm射流形成的破碎坑宽度,分别增大了111.66%和123.63%;当射流速度与喷嘴直径一定,喷嘴间距在17~51 mm之间增加时,破碎坑体积先增大后减小,且存在一个最优间距;减小喷嘴直径会增加节流压耗,直径过小还会导致设备精度和寿命降低;射流采掘工具未旋转时产生的射流破碎坑会降低破碎效率和破碎坑壁面的稳定性。这项研究为组合喷嘴射流破碎水合物沉积物提供了参考和依据。
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关 键 词: | 淹没水射流 非成岩水合物 组合喷嘴 数值模拟 试验 破碎坑 |
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