煤层气储层特征,开发开采技术和工艺
中国石油大学(华东)工程硕士学位论文
式中P—射流功率,W:d一喷嘴出口直径,mm;P—射流压力,MPa。
从式(2.14)n-]以看出,喷嘴出口的射流功率就是产生射流的压力与喷嘴尺寸的函数。式(2.14)还表明,射流功率与喷嘴直径的平方、压力的3/2次幂成正比变化,即射流功率对喷嘴直径的变化比对压力的变化敏感得多。喷嘴直径增加一倍,射流功率则增加3倍,而压力增加一倍,射流功率则增加1.8倍。由此可以看出,适当提高喷嘴直径和压力,对提高射流作业效果具有非常显著的作用。
2.3.3射流的打击力
在射流的应用中,射流打击力是一个非常重要的基本参数。
射流作用于物体表面,其原有的速度和方向均发生改变,即其动量发生改变。而这种动量的改变,是由于射流与物体间的相互作用力引起的。假设射流作用于物体表面,反射后速度大小不变,根据动量定理,可得到射流对物体表面的总打击力
F=朋(1一cos口)
式中(2-15)F—射流作用在物体上的打击力,N;P一流体密度,kg/m3;g—射流体积流量,ln3/s;v—射流流速,m/s;口—射流方向变化的角度。
从式(2.15)可以看出,当口接近1800时,即射流完全反射时,总打击力F达到最大值,即F=2pqv。
由式(2.15)得出的只是射流作用于物体表面上的理论最大打击力,它仅反映了打击力与射流基本参数间的定性关系。由于射流的扩散及受空气阻力等因素的影响,射流作用于物体上的打击力要比最大理论打击力小,一般为(O.6,--..0.85)F,射流压力大、喷嘴直径小时,取较大值;反之,取较小值。射流从喷嘴出来后对物体的打击力开始随着喷距的增加而增加,当喷距达到某一位置时打击力达到最大值,以后随着喷距的增加打击力开始减小,达到最大打击力的喷距在100倍喷嘴直径左右。
2.3.4射流打击压力
式(2—15)求出的是射流冲击物体时的总作用力,它还不能直接表征射流对物体材料的破坏能力。真正起决定作用的是射流作用于物体表面时单位面积上的作用力,即打击压力(轴向动压力)。
连续射流冲击物体时总存在一作用范围,对垂直冲击而言,作用范围是一圆形区域。在这一作用区域的中心处,打击压力为滞止压力,即射流的轴心动压几。随着距中心径向距离的增大,物体所受射流的作用压力逐渐减小,直至作用区域外的环境压力即常