1、磨料水射流目前被廣泛應于石油、煤炭、機械等行業(yè)。磨料水射流因磨料顆粒的加入方式不同分為前混合和后混合磨料水射流，后混合磨料射流因磨料顆粒加速時間短，顆粒無法進入流體中心加速，不能與水充分混合，前混合磨料水射流加速效果好，工作壓力低，沖蝕性能優(yōu)越，但前混合磨料水射流因無法連續(xù)加砂限制了它的發(fā)展及應用。
　　本文提出利用射流泵原理抽吸和混合磨料形成連續(xù)磨料水射流的新思路，即：高壓水從射流泵噴嘴噴出而形成的真空卷吸磨料進入射流泵內(nèi)的混合

2、腔，與水混合后進入喉管和擴散管，通過高壓膠管從切割噴嘴噴出，形成連續(xù)磨料水射流。論文基于射流泵技術(shù)理論，設計出連續(xù)加砂磨料射流系統(tǒng)；通過數(shù)值模擬優(yōu)化磨料射流連續(xù)加砂系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)；利用EDEM-FLUENT固液兩相流數(shù)值模擬方法計算系統(tǒng)中磨料的加速效率；通過實驗研究測定了連續(xù)磨料射流系統(tǒng)的壓能損失與吸砂速度。研究成果如下：
　　①提出新型連續(xù)加砂磨料水射流系統(tǒng)，揭示其形成機理。論文基于射流泵技術(shù)理論，對連續(xù)磨料射流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和

3、工作原理進行研究，設計出射流泵、切割噴嘴等，并理論計算出連續(xù)加砂磨料射流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及取值范圍：喉管直徑d2=2d1，喉管長徑比為5～7d2，擴散管長Ld=6(dc-d2)，喉嘴距Lc=1.5d1。
　?、趦?yōu)化出連續(xù)磨料水射流最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，揭示磨料入口負壓及切割噴嘴端靜壓隨面積比M（切割噴嘴面積/射流泵噴嘴面積）變化下磨料入口和切割噴嘴端壓力的變化規(guī)律。根據(jù)理論計算結(jié)果，結(jié)合水射流切割實際情況，利用fluent軟件模擬計算磨料入

4、口、混合腔、喉管、切割噴嘴內(nèi)的流場，通過正交試驗進一步優(yōu)化磨料射流連續(xù)加料系統(tǒng)的運行參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)；不同面積比M下磨料入口和切割噴嘴端壓力的變化規(guī)律，結(jié)果表明兩者隨 M的變化成矛盾的關(guān)系，曲線相交點M=5是磨料射流和物料輸送劃分的關(guān)鍵點。
　?、垩芯苛四チ项w粒在系統(tǒng)中的加速機理。利用EDEM軟件，建立磨料顆粒與水的固液兩相耦合數(shù)值模型，結(jié)果表明，磨料顆粒從磨料入口進入混合室，在混合室內(nèi)不規(guī)則運動后進入喉管進行第一次大加速，進入擴散

5、管后，隨流場減速在管內(nèi)減速，最后通過切割噴嘴加速，切割噴嘴出口磨料顆粒速度達到129m/s（切割噴嘴出口流場中心速度158m/s）磨料加速效率達82％，遠高于后混合磨料射流。
　　④加工不同尺寸射流泵及切割噴嘴，通過室內(nèi)實驗對磨料射流連續(xù)加料系統(tǒng)的壓力損失測定及加砂穩(wěn)定性測試，最后進行磨料射流切割對比實驗，通過能耗計算得出連續(xù)加砂磨料射流在幾種混合方式中能耗性能最優(yōu)。此系統(tǒng)去掉高壓容器后，系統(tǒng)體積小，結(jié)構(gòu)簡單，實際應用中能滿足煤礦