Page 106 - 2025年第56卷第1期

图 ２０ 不同喷针角度下喷嘴和喷针磨损率分布云图

图 ２１ 不同喷针角度下平均磨损率 图 ２２ 不同喷针角度下最大磨损率

进一步开展了喷针角度变化对喷射机构水力性
能的影响分析。 由图 ２３ 和图 ２４ 可知， 随着喷针角
度的不断增大， 喷射机构的压降与射流速度均逐渐
减小， 但射流速度在角度增加至 ６０°时射流速度变
化缓慢； 此时， 对比喷针角度在 ４５°时， 压降和出
口射流速度和原始模型相比的相对变化最大分别
为 ４６．７２％和 １９．９６％， 但相较于原始模型出口射流
速度下降在 １０％以内。 对应喷针尖部的压力分布云
图可知， 喷针尖部存在高压区即速度亏损区， 而随
着喷针角度的增加， 喉部的过流断面面积增加， 尖
部的高压区范围逐渐增大， 即喷针尖部速度亏损现
图 ２３ 喷针角度对喷射机构流动特性影响
象越明显， 从而导致挟沙射流的出口速度随之减小。
因此， 喷针角度的增大对喷针尖部的平均磨损程度及高磨损区影响最为显著， 当喷针角度为 ６０°
时， 针尖的高磨损区完全消失且喷嘴喉部的磨损也减少， 然而出口的射流速度降低， 即喷针角度对于
喷射机构的磨损特性与水力性能的影响存在一定的互抑性。
５．３ 喷嘴角度对喷射机构磨损特性的影响 图 ２５ 为不同喷嘴角度下喷嘴和喷针的磨损云图。 由图可
知， 随着喷嘴角度的不断增大， 喷嘴喉部和喷针过渡区域的磨损范围明显减小， 当喷嘴角度为 ８５°时
喷针尖部呈现出严重的点状磨损， 其原因在于喷嘴角度的增大导致喷嘴出口流体过流面积减小， 使得
弹射至喷针尖部的泥沙颗粒的撞击角度和速度更大， 碰撞更剧烈。 为详细地分析喷针过渡段磨损分

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