بررسی عددی برش نمونه های سنگی توسط جت آب ذره ای

جت آب ساینده کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف برای برش انواع مواد فلزی، چوبی، کاغذی، بتنی و سنگی دارد. در این تحقیق پارامترهای بهینه با هدف افزایش راندمان و بهبود کیفیت برش سنگ ها با استفاده از جت آب ساینده از طریق مدل سازی جریان پر سرعت دوفازی (آب و ساینده) مورد بررسی قرار گرفته است. فرآیند برش سنگ توسط جت آب ذره ای به روش اجزاء محدود- هیدرودینامیک ذرات هموار در نرم افزار ال اس داینا شبیه سازی شده است. برای این منظور اثر پارامترهای سرعت، زمان ماندگاری، تغییر غلظت حجمی و تغییر قطر ذرات ساینده بر روی عمق و حجم برش سنگ های مرمر و ماسه سنگ بررسی شده است. نتایج مدل سازی عددی نشان می دهد که با افزایش سرعت، مقدار عمق و حجم برش سنگ افزایش می یابد. همچنین با افزایش زمان ماندگاری، انرژی مصرفی جت آب برای برش سنگ بیشتر می شود که منجر به افزایش عمق و حجم برش خواهد شد. با افزایش غلظت حجمی ذرات ساینده تا ۳ درصد، عمق و حجم برش با شیب ملایم افزایش یافته و بعد از آن بهبود چشم گیری در افزایش عمق و حجم برش مشاهده نمی شود. با توجه به نتایج، محدوده بهینه برای قطر ذرات ساینده نیز بین ۱ تا ۱.۲۵ میلی متر بدست آمد.

کلیدواژه ها:

جت آب ذره ای ، جریان دوفازی ، روش هیدرودینامیک ذرات هموار ، برش سنگ