面向能量转化的磨料水射流文丘里混合器结构优化

来源：机床与液压杂志2025年第2期北京时间：

作者：章志强，陈满意，罗斌

单位：武汉理工大学机电工程学院；武汉理工大学机电工程学院；武汉理工大学机电工程学院

摘要：文丘里混合器是前混合磨料水射流系统的核心部件，其结构参数对液固能量转化效率有重要影响，决定了射流中的磨料冲击动能。以文丘里混合器结构参数为研究对象，运用数值模拟的方法对混合器内部流场进行研究，建立混合器物理模型、液固能量转化效率数学模型，模拟分析单因素影响结果，通过正交试验得到最优参数组合，采用不锈钢精铸件进行抛光试验。试验结果表明：最优的结构参数组合是磨料喷嘴与水喷嘴直径比为3，磨料入口与水喷嘴的水平距离为18 mm，水喷嘴与喉管的水平距离为3 mm，扩散角为8°；优化后的混合器液固能量转化效率从32.576 1%提高到40.805 3%；且抛光的表面质量也得到提高，粗糙度从0.574 μm降低至0.525 μm。

关键词：磨料水射流;文丘里混合器;能量转化;正交试验;结构优化