自振脉冲气液射流振荡及其冲蚀煤岩效应

胡东^1,2，王晓川^1,3，康勇¹，王泽峰¹

1. 武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室2. 湖南工业大学水射流研究所3. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室

摘 要：为提高射流利用率,提出一种基于自吸渗气方法的自振脉冲气液射流,基于水声学与流体动力学理论建立其频率模型,并通过考察射流冲击作用下等强度悬臂梁振动的加速度变化规律分析射流频率特性,继而以煤岩体为试件检验射流冲蚀效果.结果表明,自振脉冲气液射流的振荡频率随含气率α上升在初始段急剧衰减,在α=0.5达到极小值;射靶实验表明脉冲气液射流振荡频率随腔长L增加呈递减趋势,而加速度随无量纲腔长变化在L/d1(d1上喷嘴直径)≈2.2出现一极大值,且极值点位置较自振脉冲水射流(L/d1≈2.5)左移;煤岩冲蚀实验显示脉冲气液射流最大冲蚀体积较自振脉冲水射流提高约44%,且两者极值处对应的腔长与射靶实验结果极为接近.

关键词：自振脉冲气液射流;煤岩;射流振荡频率;振动加速度;冲蚀;