孫 浩, 欒 鋒, 馮樂樂, 趙 鵬, 陳蕭陽, 張 軍

(1.國能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司物流分公司, 河北滄州 062350;2.國能鐵路裝備有限責(zé)任公司滄州機(jī)車車輛維修分公司, 河北滄州 061113;3.北京建筑大學(xué)北京市建筑安全監(jiān)測工程技術(shù)研究中心, 北京 102616)

引言

重載鐵路鋁合金車體在運(yùn)輸過程中由于煤粉、抑塵劑、防凍液、水、油等物質(zhì)在車體表面聚集,形成復(fù)雜的化合物黏著在鋁合金車體上,隨著鐵路貨運(yùn)量的逐年增加,車輛表面污染問題也愈加突出。清除車體表面污染是車輛檢修過程中的重要環(huán)節(jié),鋁合金材料由于本身材料的特殊性,在其表面存在一層致密氧化膜,氧化膜的存在使其車體具有一定的抗腐蝕性,如何在不損壞氧化膜的情況下提高車體清洗質(zhì)量是一大難題。

噴嘴結(jié)構(gòu)是清洗裝備中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件,目前主要的噴嘴類型有圓柱形噴嘴、扇形噴嘴和異形噴嘴[1]。影響噴嘴射流效果的因素主要有噴嘴類型、噴嘴壓力和噴嘴尺寸等。劉庭成等[2]對(duì)噴嘴的使用場合和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)射流壓力和流量的增加都會(huì)使噴嘴出口射流打擊力增加,噴嘴孔數(shù)的增加會(huì)使得每個(gè)噴孔的流量減少,噴嘴出口射流的最大打擊力和打擊面積也隨之減少要實(shí)現(xiàn)最佳性價(jià)比,噴嘴的射流壓力需要根據(jù)清洗機(jī)所需進(jìn)行合理匹配。沈銀華等[3]根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件提出了角形噴嘴的數(shù)學(xué)模型,并建立了角形噴嘴的有限元模型,確定了噴嘴的擴(kuò)散角度、擴(kuò)散長度等對(duì)角形噴嘴的射流動(dòng)力特性的影響。王國輝等[4-6]采用VOF法對(duì)噴嘴霧化性能進(jìn)行仿真,得出旋流槽、擴(kuò)張角、旋流室與出口段直徑比、旋流室錐角等的影響規(guī)律。JENG S M等[7-8]采用有限體積公式的任意拉格朗日-歐拉數(shù)值方法研究內(nèi)部流動(dòng)特性,對(duì)霧化器的幾何參數(shù)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)漩渦室的長徑比、噴嘴錐角、出口直徑均對(duì)霧化器的性能會(huì)產(chǎn)生影響,且流量系數(shù)隨霧化器常數(shù)的增大而增大。李震等[9]用單因素法研究了影響錐直形噴嘴射流的因素,通過分析不同參數(shù)下的軸向速度值得出收縮角、長徑比、收縮段長度及噴嘴直徑都對(duì)射流流場有較大的影響。

YANG Yousheng等[10]針對(duì)容積泵噴水推進(jìn)噴嘴進(jìn)行了優(yōu)化研究,通過優(yōu)化噴嘴的反作用推力函數(shù)式對(duì)噴嘴進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),在水射流反應(yīng)推力模型中充分考慮能量損失,優(yōu)化后的噴嘴具有良好的抗氣蝕性能,優(yōu)化后噴嘴中等水蒸氣體積比僅為9.2%,遠(yuǎn)小于圓柱形噴嘴(61.8%)和錐形噴嘴(99.5%),優(yōu)化后噴嘴能量損失小,具有較好的抗空化能力。于洪等[11]采用正交試驗(yàn)對(duì)影響噴嘴出口速度和動(dòng)壓的4個(gè)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,得到噴嘴的收縮角和最大噴嘴出口水平過渡段對(duì)噴嘴的性能影響最大。任禮等[12]將噴嘴流道直徑、收縮角、噴嘴溫度等作為試驗(yàn)變量,基于正交試驗(yàn)確定三因素作用下的優(yōu)化指標(biāo)變化規(guī)律,用遺傳算法求解多目標(biāo)優(yōu)化問題,發(fā)現(xiàn)噴嘴流道直徑為1 mm、收縮角為30°且在200～210 ℃工作時(shí),能實(shí)現(xiàn)較優(yōu)指標(biāo)的3D打印效果。楊蒙等[13]基于正交試驗(yàn)對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的噴嘴進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了新型參數(shù)的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)組合,優(yōu)化后噴嘴出口均勻度提高了9.69%,達(dá)到了改善混合目標(biāo)的目的。高強(qiáng)等[14]對(duì)噴嘴流場進(jìn)行了仿真,對(duì)噴嘴的收斂角、過渡圓弧半徑、整流段長度進(jìn)行三因素水平組合的優(yōu)化設(shè)計(jì),發(fā)現(xiàn)這三個(gè)因素的相互作用是影響私料出口速度的重要因素,收斂角越小、過渡圓弧半徑越大,噴嘴出口速度越穩(wěn)定。易燦等[15]對(duì)前人對(duì)于高壓水射流的研究進(jìn)行了總結(jié),得出相關(guān)學(xué)者主要都從理論分析、數(shù)值模型計(jì)算和實(shí)驗(yàn)三方面展開研究,發(fā)現(xiàn)噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)射流的流動(dòng)特性、沖蝕性能和空化現(xiàn)象等都會(huì)產(chǎn)生重大影響。

目前,射流清洗在洗煤、清洗管壁、高壓水切割等應(yīng)用中的研究較多,雖在鐵路車輛的清洗中也有應(yīng)用,但是鋁合金車體表面存在的氧化膜導(dǎo)致鋁合金車體清洗過程的清洗壓力不能過大,且清洗壓力不能對(duì)車體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響,需要對(duì)鋁合金車體表面清洗場景中適用的噴嘴結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行選擇及優(yōu)化。本研究根據(jù)現(xiàn)有的射流清洗參數(shù),在Fluent有限元軟件中建立高壓水噴嘴射流兩相流數(shù)值模型。對(duì)比分析相同清洗工藝參數(shù)下4種常見噴嘴結(jié)構(gòu)的射流速度及清洗范圍,再應(yīng)用正交設(shè)計(jì)的方法對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸優(yōu)化,分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)噴嘴射流性能影響程度,得出適用于鋁合金車體表面清洗的最佳噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)。

1 建立噴嘴結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算模型

本研究采用Fluent仿真軟件,對(duì)圓柱形噴嘴、錐形噴嘴、文丘里噴嘴及余弦形噴嘴的高壓水射流流體力學(xué)特性進(jìn)行數(shù)值分析。高壓水射流從噴嘴入射到周圍空氣流場,最后沖擊到車體壁上,因此該過程的計(jì)算域包括噴嘴結(jié)構(gòu)和周圍空氣流場區(qū)域,以便于觀察整個(gè)射流過程中的動(dòng)力學(xué)特征。最后對(duì)4種噴嘴結(jié)構(gòu)射出流體的射流流場分布、射流出口速度、最大壁面靜壓、相同清洗寬度下壓力值范圍進(jìn)行對(duì)比分析。

1.1 計(jì)算模型及邊界條件

按照實(shí)際的噴嘴結(jié)構(gòu)建立仿真模型,噴嘴的進(jìn)口直徑均設(shè)置為30 mm,噴嘴整體長度為50 mm,流體域尺寸為長400 mm×寬300 mm,清洗時(shí)噴嘴到目標(biāo)清洗面的距離,即靶距為400 mm。4種噴嘴結(jié)構(gòu)的平面圖及尺寸如下圖1所示。

圖1 噴嘴平面結(jié)構(gòu)尺寸圖Fig.1 Plane structure size diagram of nozzle

仿真研究的噴嘴結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單,且呈軸對(duì)稱結(jié)構(gòu),故采用四邊形的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行流場的劃分,以便提高Fluent中的運(yùn)行計(jì)算速度。由于噴嘴結(jié)構(gòu)尺寸小于空氣流場區(qū)域尺寸,因此對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格加密設(shè)置,提高計(jì)算精度[16]。分別建立網(wǎng)格數(shù)量為1060,2080,3280的仿真模型,對(duì)這3種網(wǎng)格劃分設(shè)置相同的邊界條件進(jìn)行仿真計(jì)算,比較射流后的最大壁面靜壓及出口速度值。發(fā)現(xiàn)當(dāng)網(wǎng)格劃分為1060時(shí),計(jì)算得出的最大壁面靜壓為7.76 MPa,出口速度為142 m/s。而當(dāng)網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)量為2080或3280時(shí),二者得出的最大壁面靜壓在10 MPa左右、出口速度為143 m/s上下,且均優(yōu)于網(wǎng)格數(shù)量為1060時(shí)的計(jì)算結(jié)果。本研究建立模型劃分網(wǎng)格數(shù)為2080,在保證模型結(jié)果精確的情況下降低了計(jì)算成本。

網(wǎng)格劃分模型如圖2所示,其中AB設(shè)置為入口邊界,CE、DF、GH設(shè)置為壁面,EG、FH為壓力出口。入口壓力統(tǒng)一設(shè)置為10 MPa,出口壓力為0 MPa,整個(gè)噴嘴ABCD結(jié)構(gòu)內(nèi)水的體積分?jǐn)?shù)為1。

圖2 仿真模型網(wǎng)格劃分和邊界設(shè)置Fig.2 Meshing and boundary setting of simulation model

1.2 計(jì)算方法

高壓水在噴嘴及外部流場運(yùn)動(dòng)過程中處于湍流狀態(tài),因此仿真中采用SSTk-ε湍流模型,k為湍流動(dòng)能,ε為動(dòng)能耗散率。Fluent中SSTk-ε湍流模型的參數(shù)設(shè)置如圖3所示。

圖3 Fluent中SST k-ε湍流模型參數(shù)值Fig.3 Parameters of SST k-ε turbulence model in Fluent

整個(gè)計(jì)算域中流體為水和氣體兩相混合,初始狀態(tài)時(shí)噴嘴內(nèi)部水的體積分?jǐn)?shù)為1,外部流場域中空氣的體積分?jǐn)?shù)為1。采用 SIMPLEC 算法進(jìn)行壓力耦合計(jì)算,在保持總壓和靜壓相同的條件下,對(duì)不同噴嘴的高壓水射流性能進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算總時(shí)間設(shè)定為1000 s,初始時(shí)間步長為0.0005 s,最大迭代步數(shù)設(shè)置為2000步,間隔100步保存一次計(jì)算結(jié)果。

2 噴嘴結(jié)構(gòu)形式對(duì)射流效果的影響

2.1 射流流場分布

高壓水經(jīng)過噴嘴的收縮段逐漸加速,以較高的流速進(jìn)入外部流場區(qū)域,進(jìn)而沖擊作用于車體表面形成一個(gè)高速的小面積沖擊,實(shí)現(xiàn)清洗效果。圖4為4種噴嘴對(duì)應(yīng)的水體積分布云圖,其中余弦形噴嘴、錐形噴嘴和圓柱形噴嘴的體積分布云圖大致相同,均在噴嘴出口處存在水流發(fā)散現(xiàn)象。

圖4 流場水射流分布云圖Fig.4 Cloud map of water jet distribution in flow field

余弦形噴嘴射流流線最集中,水流發(fā)散幅度最小,到達(dá)目標(biāo)清洗面的水柱較為集中,錐形噴嘴出口處的發(fā)散射流段較長,且到達(dá)目標(biāo)面處的水相也相對(duì)沒有余弦形噴嘴集中;圓柱形噴嘴出口處的射流段發(fā)散幅度較大,穩(wěn)定性較好,到達(dá)目標(biāo)清洗面的水柱分散度較大;文丘里形噴嘴的射流流線呈現(xiàn)水泡狀且不連續(xù),不符合高壓水射流清洗的連續(xù)性要求。經(jīng)對(duì)比分析可知,余弦形噴嘴的流線相較于其他3種更加集中穩(wěn)定,其次為圓柱形噴嘴,對(duì)其他影響參數(shù)的研究需進(jìn)一步討論。

2.2 射流速度分布

圖5為經(jīng)過不同結(jié)構(gòu)噴嘴后的高壓水的速度云圖?？梢缘贸鼋?jīng)過余弦形噴嘴、錐形噴嘴、圓柱形噴嘴的高壓水出射速度均較高,速度的大小幾乎一致,均為142 m/s左右。經(jīng)過文丘里形噴嘴的高壓水到達(dá)壁面的速度較低,約為113 m/s。對(duì)比發(fā)現(xiàn)當(dāng)以相同壓力值入射時(shí),余弦形、錐形、圓柱形噴嘴均具有良好的高速射流性能。

圖5 流場速度分布云圖Fig.5 Cloud map of flow field and velocity distribution

2.3 流場內(nèi)壓力分布

4種噴嘴射流模型得到的沖擊壓力如圖6所示,高速射流的水柱沖擊到預(yù)打擊面上,高壓有利于污物或塵埃的打擊脫落,預(yù)擊打面上受到的沖擊力對(duì)車體表面污染物的去除及車體表面的變形具有重要影響。4種噴嘴對(duì)應(yīng)的打擊面處最大壓力分別為10.74, 10.71, 9.7, 3.8 MPa,鋁合金屈服應(yīng)力為113 MPa[17],只有當(dāng)表面所受壓力大于113 MPa時(shí)車體表面會(huì)發(fā)生塑性形變。文丘里形噴嘴的最大壓力出現(xiàn)在噴嘴中射流入射部分,文丘里形噴嘴在流場域中的壓力高于大氣壓,和其他3種噴嘴作用時(shí)效果不同,且目標(biāo)面上壓力也較小,不滿足高壓水清洗射流要求。

圖6 流場壓力分布云圖Fig.6 Cloud map of pressure distribution in flow field

2.4 軸向壓力分布

提取4種噴嘴的軸向壓力如圖7所示,由散點(diǎn)圖可以看出經(jīng)過4種噴嘴的高壓水軸向壓力的走向趨勢大體一致,其中余弦形噴嘴到達(dá)目標(biāo)清洗面時(shí)壓力值了最大,圓柱形噴嘴在射流到達(dá)目標(biāo)面后才有明顯的變化,其余3種噴嘴均是壓力先減少,到達(dá)目標(biāo)面后再增加。而文丘里形噴嘴除達(dá)到目標(biāo)面時(shí)壓力值較小外,還會(huì)在噴嘴內(nèi)部出現(xiàn)負(fù)壓,高壓水射流效果相對(duì)較差。

圖7 軸線壓力分布云圖Fig.7 Cloud map of axis pressure distribution

射流產(chǎn)生的水流覆蓋面積是清洗效果的關(guān)鍵指標(biāo)[18],取目標(biāo)清洗面上中間60 mm的寬度,比較4種噴嘴作用于相同清洗寬度上的壓力值范圍,如表1所示,其中余弦形噴嘴的壓力為5.96～10.70 MPa,錐形噴嘴的壓力為5.31～10.70 MPa,圓柱形噴嘴的壓力為4.81～9.70 MPa,文丘里噴嘴的壓力為0.91～3.80 MPa。對(duì)比發(fā)現(xiàn)在相同清洗寬度內(nèi)余弦形噴嘴和錐形噴嘴的壓力值范圍大于其他2種類型噴嘴的壓力范圍,清洗效果更優(yōu),而文丘里結(jié)構(gòu)噴嘴不適用高壓水射流清洗。

表1 4種類型噴嘴60 mm清洗長度下的壓力范圍Tab.1 Pressure range under 60 mm cleaning length of four types of nozzles

綜合水相射流流線、速度云圖、軸向壓力值和相同清洗寬度下壓力值范圍4個(gè)射流參數(shù)可得,在4種噴嘴類型中余弦形噴嘴的射流效果最好,適用于鋁合金車體的高壓水射流清洗。

3 噴嘴結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化

3.1 優(yōu)化參數(shù)的選取

余弦形噴嘴的射流效果在4種噴嘴中效果最佳,通過正交試驗(yàn)方法對(duì)余弦形噴嘴的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以進(jìn)一步提高射流清洗效果。余弦形噴嘴的主要尺寸參數(shù)有入口直徑D,出口直徑d,入射口余弦部分半徑R1,過渡段弧形半徑R2,出射段長度L1,以及噴嘴總長度L2。進(jìn)出口直徑的改變對(duì)噴嘴射流的出射壓力與出射速度均有影響,而余弦半徑則是余弦形噴嘴較為重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)指標(biāo),象征著噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)高壓水流通過的平滑度,余弦形噴嘴結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)注如圖8所示。

圖8 余弦形噴嘴結(jié)構(gòu)尺寸圖Fig.8 Structure and size diagram of cosine nozzle

高壓水射流具有很高的壓力和很大的速度,通過噴嘴出射的高壓水射流產(chǎn)生的高速射流,具有極高的能級(jí)密度,水流具有極高的出射速度,水流高速的射出會(huì)在目標(biāo)面時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的壓力[19-20],故對(duì)噴嘴的射流性能進(jìn)行優(yōu)化時(shí)以最大出射速度為優(yōu)化目標(biāo)即可。

3.2 正交試驗(yàn)及結(jié)果分析

正交試驗(yàn)依據(jù)Galois理論從全面實(shí)驗(yàn)中挑選出部分具有代表性的水平組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn),是一種能進(jìn)行多因素研究的數(shù)理方法,最大程度上減小試驗(yàn)誤差。正交試驗(yàn)方法在節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間成本以及降低資源消耗方面具有明顯優(yōu)勢,故本研究應(yīng)用正交試驗(yàn)法對(duì)噴嘴的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

根據(jù)前人的相關(guān)研究[21],選擇噴嘴的入口直徑(A)、出口直徑(B)、過渡段半徑(C)、出射段長度(D)、過渡部分和余弦部分長度比(E)作為主要影響因素。利用五因素四水平正交試驗(yàn)表對(duì)上述5個(gè)因素進(jìn)行參數(shù)組合[22],根據(jù)前一章節(jié)的設(shè)置條件在Fluent中對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸噴嘴模型流場特性進(jìn)行數(shù)值仿真分析。設(shè)定入口壓力分別為高壓水射流清洗中常用的10, 20, 40 MPa。高壓水射流的出射速度具有較大的能量,射流速度越高,動(dòng)量越大,正在目標(biāo)表面的撞擊力越大,故以噴嘴的出射速度為優(yōu)化指標(biāo)。仿真結(jié)果如表2所示。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表Tab.2 Results of orthogonal test

通過極差法分析得到出射段長度對(duì)噴嘴射流最大出射速度影響最大,其次為過渡段半徑、入口直徑、出口直徑,影響最小的為過渡段和余弦形半徑的比例。在3種壓力下的水平最優(yōu)組合均為A3B1C2D3E3,即入口直徑為30 mm、出口直徑為20 mm,過渡段半徑為20 mm,出射段長度為25 mm,過渡段部分和余弦部分長度比為4(20:5)時(shí),噴嘴的射流性能最佳。

按照最優(yōu)噴嘴參數(shù)進(jìn)行建模,得出3組壓力值下的出射速度如表3所示。在優(yōu)化后的余弦形噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)下,高壓水出射速度比未優(yōu)化前提高了2%,且優(yōu)化效果隨著入口壓力值的提高而有所下降。后續(xù)將對(duì)噴嘴的最佳入射壓力與噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行深入研究。

表3 3種壓力下正交試驗(yàn)的優(yōu)化效果Tab.3 Optimization effect of orthogonal test under three kinds of pressure

3.3 優(yōu)化后噴嘴的射流參數(shù)

對(duì)優(yōu)化后的余弦形噴嘴進(jìn)行建模,選擇不同的入射壓力和射流靶距進(jìn)一步計(jì)算,探究在使用該種噴嘴時(shí),達(dá)到較優(yōu)清洗效果時(shí)的入射壓力和靶距。入射壓力選擇5, 15, 25, 35 MPa,此時(shí)靶距為定值400 mm。得到的仿真結(jié)果如表4所示, 發(fā)現(xiàn)當(dāng)壓力值為5 MPa和10 MPa時(shí),射流到達(dá)壁面的最大靜壓值均大于入射壓力,當(dāng)入射壓力大于10 MPa后射流達(dá)到清洗表面的壓力值反而小于入射壓力,表明在射流過程中能量損失較大。高壓清洗機(jī)的使用效果與清洗壓力的選擇密切相關(guān),如果清洗壓力太小,就達(dá)不到清洗效果,若壓力過大,除了可能會(huì)造成清洗表面損壞外,還會(huì)造成水、電資源的浪費(fèi),結(jié)合仿真結(jié)果和實(shí)際清洗過程中的情況,選擇10 MPa作為清洗壓力,既能滿足清洗要求,又能節(jié)約清洗成本。

表4 不同壓力時(shí)的最大壁面靜壓值Tab.4 The maximum wall static pressure value at differentpressures

完成上述計(jì)算后,將入射壓力固定為10 MPa,接著將靶距設(shè)置為100, 200, 250, 300, 500 mm探究合適的射流靶距。得到6種靶距下的射流水相云圖如圖9所示。可發(fā)現(xiàn)隨著靶距的增加,在射流流場中水相的占比逐漸減小,射出的高壓水呈現(xiàn)出水、水霧混合的形式。要想實(shí)現(xiàn)較好的射流效果,需同時(shí)考慮射流流向和射流壓力等多種因素,在不同靶距下均能實(shí)現(xiàn)連續(xù)射流。

圖9 不同靶距下射流水相分布云圖Fig.9 Cloud map of phase distribution of injection water at different target distances

各靶距下最大壁面靜壓如表5所示,最大壁面靜壓先隨著靶距的增大而增大,當(dāng)靶距為250 mm時(shí),射流到達(dá)預(yù)清洗表面的最大壁面靜壓達(dá)到12.77 MPa,且此時(shí)射流相也呈完整水柱射出形式,表明此時(shí)射流能產(chǎn)生的清洗效果相對(duì)較好,隨后隨著靶距的增大減小。

表5 不同靶距時(shí)的最大壁面靜壓值Tab.5 Maximum wall static pressure value at different target distances

4 結(jié)論

本研究以鋁合金車體高壓水清洗機(jī)的噴嘴射流速度為優(yōu)化目標(biāo),運(yùn)用Fluent軟件對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的噴嘴進(jìn)行了仿真分析,得到余弦形噴嘴結(jié)構(gòu)的清洗射流效果最好,射流速度比常用的圓柱形噴嘴的射流速度提高19.97%。在此基礎(chǔ)上,基于正交實(shí)驗(yàn)法,對(duì)余弦形噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),得到對(duì)高壓水清洗射流影響最大的為出射段長度、其次為噴嘴的過渡段半徑;優(yōu)化后的余弦形噴嘴的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)是:出口直徑為20 mm,入口直徑為40 mm,過渡段半徑為40 mm,出射段長度為25 mm,過渡部分和余弦部分長度比為4(過渡段長為20 mm,余弦段水平長度為5 mm)。按照最優(yōu)噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行建模,得到3組壓力值下高壓水出射速度比未優(yōu)化前提高了2%,且優(yōu)化效果隨著入口壓力值的提高而有所下降。當(dāng)入射壓力為10 MPa,射流靶距為250 mm時(shí)清洗效果最好。