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图 １５ 不同喷针过渡段直径下喷嘴和喷针磨损率分布云图

结合不同喷针过渡直径下泥沙在喷嘴壁面的滑移速度， 详究过渡段直径变化影响喷嘴和喷针高磨
损区的机理（图 １６）。 当喷针过渡段直径较小时， 泥沙颗粒经过导流板后， 会继续随着水流向前流动
但会局部留滞在过渡段附近， 未在针尖壁面造成大撞击； 当直径增加至 ０．０５ ｍ 接近喷针直径时， 过渡
段结构更光顺， 泥沙颗粒会贴着壁面流动造成严重的滑擦磨损， 从而增强对针尖区的磨损。 当喷针过
渡直径继续增加大于喷针直径时， 泥沙颗粒首先会局部聚集撞击喷针过渡区域的壁面， 在导流板末端
的喷针过渡区域的片状磨损增加， 且该直径下喷嘴喉部过流面积较小， 小粒径的泥沙颗粒仍贴着壁
面流动造成的严重滑擦磨损， 而非颗粒弹射磨损。 因此， 喷针过渡段直径越大， 整体喷射机构的滑
移速度有明显的增加， 磨损范围也随之增大， 但当过渡段直径超过喷针直径时， 针尖的高磨损区会
减小。

图 １６ 不同喷针过渡段直径下泥沙颗粒在喷嘴和喷针壁面滑移速度
综合对比分析喷针过渡段直径对喷射机构不同区域的平均磨损率和最大磨损率的影响规律， 如图

１７—１８ 所示。 其中， 喷针过渡段直径变化对喷针尖部的平均磨损率影响最大， 喷针过渡段直径越大，
尖部的磨损越严重。 当过渡段直径为 ０．０５ ｍ（０．９７ｄ）即接近喷针直径时， 喷针尖部（ｚｏｎｅ４）的平均磨损
－７ ｋｇ∕（ｍ ·ｓ）， 是直径为 ０．０３ ｍ（０．５８ｄ）时的 ９ 倍。 对于最大磨损率而言， 喷针过
２
率最大， 为 ８．６４×１０
渡段直径从 ０．０３ ｍ（０．５８ｄ）增加至 ０．０６ ｍ（１．１６ｄ）， 高磨损区域的最大磨损率整体呈现减小的趋势； 当
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过渡直径为 ０．０５ ｍ（０．９７ｄ）时， 喷针 ｚｏｎｅ３ 和 ｚｏｎｅ４ 区域的最大磨损率最小， 分别为 ９．０５×１０ ｋｇ∕（ｍ ·ｓ）
－４ ２
和 ２．９３×１０ ｋｇ∕（ｍ ·ｓ）。
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