【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及极地破冰，具体涉及一种射流发生装置及射流破冰方法。
技术介绍
1、极地是影响人类生存发展和地球可持续发展的新领域，也是未来大国之间围绕利益和影响力竞争的战略制高点，实现极地航行是保障极地战略施行必须要解决的问题，而这一问题的关键在于船舶能够在冰层覆盖的区域破开冰层开辟出一条航路。为了在冰区开辟出航道，各种破冰船和辅助破冰设备应运而生，然而破冰船需要消耗大量的能量来破碎冰层，特别是在冰层较厚或含有大量碎冰的情况下，破冰效率会大大降低，因此需要一种新的技术方法应用在破冰领域。
2、水射流作为一种高效的能量传输方式，以其独特的优势在工业领域中占据了举足轻重的地位。这种技术通过将高压水流加速后形成的强大冲击力，可以对材料进行精确而迅速的切割和破碎，特别是当它结合使用含有石英砂等磨料的水射流时，所产生的磨料水射流能极大地提高切割效率，因此，在水射流技术日益发展的背景下，尤其是在破冰这一高难度任务上，磨料水射流的应用受到了广泛的研究与重视。
3、但是破冰行动几乎都发生在淹没环境，淹没条件下的纯水射流难以进行长靶距下的工况活动，现有的射流发生装置、设备和方法依然停留在小靶距及空化等应用场景，难以满足日益增长的实际需求，因此有必要对射流发生装置、设备和方法进行重新设计。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种多介质复合射流发生装置及极地水下射流破冰方法，以解决提高水射流靶距及射流破冰能力的技术问题。
2、本专利技术多介质复合射流发生
3、进一步，所述外喷管用于加速气流的流道为直径逐渐缩小的渐缩流道，或者所述外喷管用于加速气流的流道为拉瓦尔流道。
4、进一步，所述内喷管用于加速混合液流的流道为直径逐渐缩小的渐缩流道，或者所述外喷管用于加速混合液流的流道为拉瓦尔流道。
5、进一步，所述外喷管的管壁上设置有进气接口。
6、进一步，所述内喷管和外喷管之间通过螺纹连接。
7、本专利技术还公开了一种根据上述多介质复合射流发生装置的极地水下射流破冰方法，其包括：
8、将供气管道与外喷管连接，将供液管道与内喷管连接，通过气体增压泵将气体送入供气管道，将水和磨料混合均匀形成混合液，通过液体增压泵将混合液送入供液管道，气体经外喷管加速后喷出形成气体射流，混合液经内喷管加速后喷出形成混合液射流，气体射流包围在混合液射流外侧周围，利用气体射流排开混合液射流周围的海水，以减小混合液射流路径上的阻力，利用气体射流和混合液射流复合冲击冰块破冰。
9、进一步，所述外喷管将气体加速到音速或超音速后喷出。
10、本专利技术的有益效果：
11、1、本专利技术通过将产生混合液射流的内喷管嵌套在产生气体射流的外喷管中，利用外喷管产生的气体射流包围液体射流，通过气体射流排开海水，能显著减小混合液射流的阻力，从而能大幅提升混合液射流的靶距及混合液射流的末端能量，从而能显著提高水下淹没环境下射流破冰能力。
12、2、本专利技术产生的复合射流以气体、液体和固体磨粒三种介质破冰，当三种介质复合作用于冰体时，除滞止压力、磨料的高频冲蚀和磨削外，还伴随有很高的气蚀、水锤压力、剪切应力和楔劈等多重作用，能加剧冰体的破坏程度，相对于单一介质破冰，其破冰效果能进一步提高。
13、3、本专利技术借助渐缩流道或拉瓦尔流道，能将气体加速到音速或超音速喷出，排水能力强大，能显著增大混合液射流靶距。
14、4、本专利技术无需再射流介质中添加化学药剂，对海洋环境友好。
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1.一种多介质复合射流发生装置，其特征在于：包括用于将气流加速喷出的外喷管和用于将水和磨料的混合液流加速喷出的内喷管，所述外喷管同轴套在内喷管上以使外喷管喷出的气流包围在内喷管喷出混合液流的周围。
2.根据权利要求1所述的多介质复合射流发生装置，其特征在于：所述外喷管用于加速气流的流道为直径逐渐缩小的渐缩流道，或者所述外喷管用于加速气流的流道为拉瓦尔流道。
3.根据权利要求1所述的多介质复合射流发生装置，其特征在于：所述内喷管用于加速混合液流的流道为直径逐渐缩小的渐缩流道，或者所述外喷管用于加速混合液流的流道为拉瓦尔流道。
4.根据权利要求1所述的多介质复合射流发生装置，其特征在于：所述外喷管的管壁上设置有进气接口。
5.根据权利要求1所述的多介质复合射流发生装置，其特征在于：所述内喷管和外喷管之间通过螺纹连接。
6.一种根据权利要求1-5中任一所述多介质复合射流发生装置的极地水下射流破冰方法，其特征在于：包括：
7.一种根据权利要求6所述的极地水下射流破冰方法，其特征在于：所述外喷管将气体加速到音速或超音速
...【技术特征摘要】
1.一种多介质复合射流发生装置，其特征在于：包括用于将气流加速喷出的外喷管和用于将水和磨料的混合液流加速喷出的内喷管，所述外喷管同轴套在内喷管上以使外喷管喷出的气流包围在内喷管喷出混合液流的周围。
2.根据权利要求1所述的多介质复合射流发生装置，其特征在于：所述外喷管用于加速气流的流道为直径逐渐缩小的渐缩流道，或者所述外喷管用于加速气流的流道为拉瓦尔流道。
3.根据权利要求1所述的多介质复合射流发生装置，其特征在于：所述内喷管用于加速混合液流的流道为直径逐渐缩小的渐缩流道，...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛兆龙，卢义玉，葛彬彬，周哲，贾云中，邓青林，张宏伟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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