高压水射流粉碎的压力释放效应

添加人：admin 发布时间：2015/7/17 8:45:09 来源：中国破碎机网

　　+M安全科学学高压水射流粉碎的压力释放效应付胜副教授北京工业大学机电学院段雄教授中国矿业大学张新民副教授焦作工学院学科分类与代码62，1099有力的依据。大叹，供了关键1司高压水射流；粉碎；压力释放效应1前g对材料变形和破坏的研宄，人们多注重于加载状态，而很少有人研宄在卸载状态下材料的变形破坏。然而，卸载作用，也就是压力释放效应，却广泛存在于人类的工程活动中。
　　李天斌等在卸载应力状态下岩石变形破坏特性的试验研宄中明岩石不但可以在加载状态下破坏，而且也可以在卸载状态下破坏；卸载应力下岩石的变形特征区别于加载应力，现为沿卸载方向强烈的扩容或膨胀；卸载状态下试样程度比加载状态要更强烈些华安，教授等2在岩体破碎机理的试验中也明降压破碎的强度低于加压破碎的强度；降压破碎过程释放能量，切为主。
　　物料粉碎时，粉碎的阻力与物料的强度有关。总的来说，强度越高，粉碎的阻力就越大，能耗也越高。许多实验结果明。对于大多数脆性材料。抗上，度抗剪强度抗5强度抗拉强度，抗压强度最大而抗拉强度最小，而且抗拉强度要比其抗压强度低得多。在研宄物料的粉碎时，如果能利用材料的这特性进行粉碎，就可以实现提高效率，降低能耗的目的。
　　2水射流粉碎与压力释放效应在研宄颗粒的粉碎时，人们可以利用加压后的颗粒，使其突然卸载，通过压力释放效应使物料破坏加旧塍，魏晋，祜舰，知仙3，心1狱语，胗岳水髹娜油。邮中国安七利学学报China股高压水经节流流入高压储料罐底部的流态化室，使罐内的颗粒局部流态化，同时颗粒获得流动初速度节流闽是用来控制水进入储料罐的流量，以达到控制颗粒的流量；另股高压水流入混合室并与来自流态化室的颗粒，液充分混合，混合后的颗粒浆液被输送到喷嘴，作为载体的高压水通过喷嘴被加速的同时，带动颗粒加速。
　　当颗粒加速后以近于水射流的速度喷向靶体并与靶体产生撞击，最后使颗粒粉碎。在这过程中，颗粒受到了水射流的冲击作用，动压力作用，脉冲作用和摩擦剪切作用，同时加入到高压水射流中的颗粒，它首先受到的是高压的作用，此时颗粒发生弹性变形，然后随高压水射流被加速后突然喷出而压力释放，整个过程就是个加压1力突然释放仿局与原加载不同的是，加载时弹，承受的是压应力而卸载时弹簧承受的是拉应力。对于抗拉强度低于其抗压强度其抗压强度的特性，采用压力释放进行粉碎是完全可行的。
　　流态化室喷嘴，也泵混合室根据断裂力学可知，固体颗粒在外力作用下，其弹性应变能不断增加，达到定程度后，就在颗粒内形成裂纹或使裂纹不断扩展。进而失稳破裂。其裂纹产生和扩展的能量全部来自于颗粒内储存的弹性应变能。
　　假设被粉碎的物料颗粒为各向同性均匀球，球的半径为，在球外面受均匀压力的作用。由球对称问的平衡微分方程可以解得颗粒受到的应力达式为在压力作用下的应变为3压力释放效应的理论分析和压力计算货增加载作可以处受载物抖发卞破坏，籼粒在液体的静水压力作用下，由于弹性变形而体积缩小，并在颗粒中储存弹性应变能。当压力突然释放时，储存在颗粒中压强度，而且应变能的突然释放和惯性作用就会导致颗粒卸载时的拉应力破坏。
　　在高压水射流粉碎中，物料颗粒被加入到水射流中，首先颗粒被加压到高压状态受到静水压力，使得颗粒内储存有很高的弹性应变能，然后经水射流加速而被突然释放，实现压力释放效应而被粉碎。
　　对于突然卸载的载荷释放效应，人们可以通过简单的弹簧加卸载过程来说明。2的弹簧，其刚度为尺当作用在其上的力，大到外时，弹簧端部被压缩至71处，而相应弹簧的压缩应变能为人尸此时如将作用力突然移去，弹簧立即下弹，并发生振动。由于能量守恒，其下端瞬间最大位移可达平衡位置0点以下的71处。
　　也就是说突然卸载的载荷效应，相当于将量值相同的荷载，则颗粒在压力；作用下的应变能为等人根，破碎力研宄超细扔矿时等破f能定义为输入到球形颗粒上达到瞬时破碎的弹性应变能并推导得出了单位质量破碎能与强度的的关系为对于半径为，的球形颗粒，有代入式5有高储料罐液爪试验介质物料欠邮，法兰如果考虑强度随体积的变化心虹仙给出的强度关系则该式明，欲使半径为6的球形颗粒受压释放粉碎所需料的佩inll均匀性系数难以得到有关数据，不妨利用式0来计算得出使煤颗粒通过压力释放效应粉碎的最小压力。
　　可以计算得到最小压力为=20.83肘3.
　　由此计算可知，通过压力释放粉碎物料所需的压力比材料的抗拉强度高，但要比材料的抗压强度低得多。同时作用在颗粒上的均匀压力越大，积聚在颗粒内的弹性应变能就越高，压力释放后的粉碎效果就越好。
　　4压力释放效应的实验研究为了对上述压力释放效应的理论分析和压力计算进行验证，笔者通过消除高压水射流粉碎存在的冲击和摩擦剪切作用仅仅就受静水压力的颗粒，在压力突然释放的情况下进行了实验研宄。
　　站液压试验台压力释放装置物料收集器等。
　　腔按定比例放入待粉碎的物料颗粒和水，人腔为加压液体，人腔与8腔通过中间的浮动活塞传递压力。8腔的另端装有额定压力的爆破片，以实现在标定压力下突然释放的目的。泵站的液体首先进入液压试验台，然后通过试验台的当颗粒受到均匀压力后，在其体内已聚集了如式句所不的弹忡应变能，如果将均匀压力突然释放，则球体内将出现拉伸应力。因此，颗粒所受的应力只要达到材料的拉伸强度就会破坏。所以，式6的强度5就可用材料的拉伸张度，来代替，则式6变为粒的破碎能。则有，即。
　　予球形颗粒的均匀压力的达式。
　　爆破片放置于上下夹持器之间，通过上下法兰用螺栓夹紧，为防止泄露，在8腔法兰与下夹持器中间用3，厚的紫铜垫作为密封。
　　实验的物料为煤，给料的煤颗粒经过筛分淘洗干燥，粒度范围为36将准备好的煤颗粒与水按定比例放入释放装置的8腔内，将安装有爆破片的夹持器固定在法兰上，连接液压管路，开动泵站，并逐渐升高压力，直到爆破片爆裂，实验压力以试验台的压力读数为准；然后对料水进行收集沉淀干燥筛分及称里，通过施以不同的作用压力，利用不同额定压力的爆破片进行实验。实验明粉碎腔内的压力小于某值时本实验大约为15肘，4，释放效应没有效果，随着粉碎腔内压力的提高，压力释放后，细粒度的煤颗粒随着压力的增大而增加。
　　腔内压力在50，内，压力越高，释放效应的粉碎效果越好。5是不同腔内压力下，小于904的累积产率的实验曲线。从5中可清楚地看到，随着压力的增高，压力释放后得到的细颗粒几乎呈线性增加。
　　1受静水压力作用的固体颗粒，当压力达到某值后释放，可以实现颗粒的破裂粉碎；5结论2实现压力释放粉碎作用的应力低于材料的抗压强度，但高于材料的抗拉强度；在高压水射流粉碎中，物料颗粒被加入到水射流中，首先颗粒被加压到高压状态受到静水压力，使得颗粒内储存3压力越高，粉碎效果越好。
　　压力释放粉碎效应的研宄既解释了高压水射流粉碎的有很高的弹性应变能，然后经水射流加速而被突然释放，实机理，也为高压水射流粉碎实践提供了理论和实践依据。
　　现压力释放效应而被粉碎。理论分析和实验研宄结果明收稿2，3年7月；作者地址北京市朝阳区平乐园号；北京工业大学机电学院；邮编00221李天斌，王兰生。卸荷应力下玄武岩变形破坏特征的试验研究。岩石力学与工程学报，1993，124321327 2华安，孔园波，李世平等。岩石降压破碎的能量分析。煤炭学报，1995，204389，391 3方循，江山，殷秋生等。高压水射流超细粉碎云母的实验研究1.中国安全科学学报，1995，553641 2004年中国安全科学学报〉〉征订启事学米蚀探索性应用性信息性国内外公开发厅增强全族安企科技文化总识促进安全减灾环保科学综合发展护防灾防损等方面的安全专业人员执业人员，注册安全工程师，科研工作者技术人员，企事业单位的安全环保劳动保护的管理干部安技人员中等高等院校有关师生，生产经营活动的从业人员各行各业广大职工，与安全科车技术有关的专家学者以及各级安全卫生监察监督诊断工作者及职业安全健康中介机构技术服务人员等提供学术交流的论坛，传播国内外安全科技的新理论新方法，推广安全科技的新成果，促进安全生产和安康生活水平的提高，保护人民的安全与健康。
　　中国安全科学学报从2003年起申办为月刊，从2004年起，由原8，页增至2页。本刊刊号2865，国内统刊号1880，33，33国际标准刊号，2，4年全年12期，每月底出刊，每期2页，大16开本，国内每册售价14.00元，全年16800元；港澳台地区每册售价9.，0美元全年8.，美元；亚太地区每册售价14.，00关元个年168.00美儿国外其伙，扣害价16.，美兀92.，美元本刊。办发行。常年办盖订。订阅方法请将征订单回执填写清楚后寄回中国安全科学编辑部地址北京市朝阳区惠新西街17号215室214室邮联系人张爱年，桂荣电传真010银行汇款户名中国劳动保护科学技术学会开户行中国工商银行北京惠新支行王林泽副教授，工学硕士。
　　1953年9月生，2001年前为兰州交通大学教帅，200年幻201年。3扎于美，弗罗里达中央人学阢厂做高级访问学者，2001年8月至今在杭州电子工业学院从事教学与科研工作。主要研宄领域为计算机控制与检测系统辨识人工智能应用等。先沾承1并51成多项科研项目，中项获酋科技逊步等奖，1项获省等学校优秀科技成果奖。参加编，1部，获铁道部优秀教衬等奖，棚内外科技期刊上发论文余篇。
　　黄仁东中南大学资源与安全工程学院副教授。1967年7月1989年毕业于中南工业大学采矿工程专业，1992年获硕士学位，秋田大学矿山学部学习。现主要从事的研究领域为矿山安全开采理论与技术地下岩土工程灾害探测与防治技术等理论与工程，先后获得省部级科技进步等奖2项等奖2项，在围内外学术杂志上发论文20篇，付胜北京工业大学机械工程与应用电子技术学院副教授，士。1961年出生，山西火1人，1987年和1990年毕业于两安交通大学，分别获学士和硕士学位；2002年毕业于中国矿业火学机械4村料工程学院。获博士学位。主从事机械基础课程教学和特种加工技术，特别是高味水射流技术的研究，在煤炭学报等核心期刊和国内外学术会议上发论文15篇。
　　王凯现为中国矿业大学徐州副教授硕士生导师，博士。
　　1972年生，1997年6月毕业于中国矿业大学安全技术及1程专业。
　　获工学博士学位，1999年9月博士后出站。主要从事安全技术及矿业灾害防治须域的科研和教7作，参与或主持完成国家省部级及其他科研项20公项，获省部级科技奖励5项。出版著作1部。
　　发学术论文40余篇。
　　王志亮硕士研究生。山西阳泉业于中国矿业大学矿山通风与安全专业，19962001年在山西阳7衷矿务局矿通风区从事通风安全技术工作。2001年9月考入中国矿业大学北京校区安全技术及工程专业。参与家然科学基金重点项1项煤矿现场通风安令项目3项，主持参与煤矿安全评价工作多项，在国内相关学术期刊上发论文数篇。
　　肖晓劲北京航空航天大学航空科学与工程学院博士研究生。
　　1974年月生，江西南昌人。
　　1996年7月毕业于北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系，随后直在该校人机环境工程研宄所攻读硕士和博士学位。现主要从事新型飞行器环境控制系统的开发和试验研究工作。参研课多项，内获得国防科技进步等奖1项，部级科技进步等奖1项。
　　鑫硕士研宄生，山西临汾人，1980年生，厉年北京交通大学交通运输专业毕业，获工学学士学位，同年考取该校交通运输学院安全技术与工程专业硕士研究生，1主要从事交通安令技术交，仿1 1轨道交通系统方他的研究，曾参与轨道交通系统列车运行仿真系统研究中短距离大城市间旅客运输需求及对策研宄等多个项目。
　　杨君涛硕士研宄生。河北清河人，1979年8月生，2002年7月毕业于河北工业大学热能工程专业，现为天津大学热能研宄所工程热物即专业硕士研允十上要研，方为火灾基础，论数值传热及消防灭火技术等。参加的科研项目有国家十攻关计划城市火灾与重大化学灾害事故应急救援技术研究和公安部部级项目消防水幕阻火隔热性能的理论与实验研宄等。