1水射流超细粉碎系统
水射流超细粉碎系统是一个典型的多相流系统，除了液相的水之外，还包括固相的煤粉和与煤粉一起加入振荡腔的气泡。1为水射流对撞式超细粉碎系统的示意图。
1对撞式超细粉碎系统示意图在振荡腔内，大涡以一定的频率卷吸周围的流体形成混合脉冲，在低压区，随煤粉进入系统的空气提供了大量气核；气核在低压区逐渐涨大，伴随混合脉冲进入高压区；在高压区，气泡突然破裂，造成微气蚀，高压水射流在颗粒表面的微裂纹内形成水楔；在水楔作用下，微裂纹得以扩张。混合脉冲在加速管中加速，与对应部分在对撞室相互碰撞，使颗粒得以进一步粉碎。
2水射流粉碎系统的理论分析
2. 1煤粉与管道内壁的摩擦作用
在水射流超细粉碎系统中，煤粉经高压水射流加速，其速度仅能达到射流速度的70%。在加速过程中，煤粉与管道内壁的摩擦力与其速度的二次方成正比。
p = p u p 2 8（ 1）
式中：p颗粒与管内壁的摩擦力， Pa；p物料颗粒的密度， kg m 3；p颗粒与管内壁的摩擦系数；up物料颗粒的速度， m s.
尽管煤粉可以在摩擦力作用下被粉碎，但计算表明，p并不是导致颗粒粉碎的主要作用力。
2. 2振荡腔内的水楔作用
在振荡腔内部，由于大涡的影响，整个流场发生剧烈振荡，煤粉被混合脉冲卷吸着向下游运动，在高压区，形成向各个方向运动的大量微小高压水团；煤粉在粗碎过程中，产生丰富的初始裂纹，高压水团在初始裂纹内形成水楔作用，在裂纹的尖端，产生拉应力集中，并迅速使裂纹扩展，导致颗粒粉碎。所以，在煤粉颗粒初碎过程中或加入水射流粉碎系统之前，煤粉的初始裂纹愈多，愈有利于水楔作用的发挥。
2. 3振荡腔内的空化作用
对于水射流系统，空化指数的定义为：
！ = （ P - P v） u 2（ 2）式中：！
空化指数；P水射流的静压， Pa；P v水的饱和蒸气压， Pa；水的密度， kg m 3；u水射流的速度， m s.
在振荡腔内部，流体静压为大气压，射流初始速度为300 m s，若周围温度为20，由公式（ 2）可计算出系统的空化指数为0. 0022.对于淹没射流，如果！< 0 5，通常即可出现稳定的空化现象。空化射流的冲击力是一般射流的8. 6 12. 4倍，因此，空化射流使水射流的粉碎能力得到加强。
2. 4两股水射流的对撞作用
对于对撞式水射流超细粉碎系统，煤粉之间的摩擦和碰撞是主要的粉碎形式。假设两侧的入料情况相同，则两股水射流在对撞区具有相同的动量，因而能够观察到清晰的对撞面，与靶式水射流类似，有清晰的对撞边界，两股射流之间没有明显的参混。在实际的工作系统中，由于两侧的入料不能完全相同，加上流体的粘性和扰动，两股射流对撞后会形成一个复杂的三相混合区。
3水射流粉碎粉煤试验
为分析高压水射流对粉煤的粉碎效果和探讨影响其粉碎效率的主要因素，笔者针对两种粒度的无烟煤进行了一系列的超细粉碎试验，试验结果见1.
1无烟煤用水射流粉碎前后粒度及产率
试验用高压水泵的功率为75 kW，水压力为45 MPa，水射流流量为75 L min；粉煤入料粒径为3 5 mm时， - 200目的平均产率为13%；粉煤入料粒径小于3 mm时， - 200目的平均产率为16%.
4影响水射流粉碎煤粉的主要因素
基于上述高压水射流超细粉碎系统的理论分析和试验研究，下列因素对水射流粉碎系统有较显著的影响。
（ 1）水射流的功率；（ 2）振荡腔的结构尺寸。包括：上、下游喷嘴的直径和形状，振荡腔的体积和形状，加速管的直径和长度。
水射流的功率决定于高压泵或增压器的压力和流量。试验结果表明，水射流功率越大，粉碎后的煤粉平均粒度越细。上游水射流喷嘴的直径和振荡腔的结构尺寸决定振荡腔的固有频率，当且仅当混合流体振荡的频率与振荡腔的固有频率一致时，才能激发大涡的产生并发展成为脉冲射流，进而产生低压区，使伴随煤粉入料而进入系统的空气气泡成核、涨大后在高压区突然破裂，形成空化射流，从而强化煤粉的粉碎。
煤粉在加速管中得到加速，在起始阶段，颗粒的加速度较大，由于颗粒间的碰撞和颗粒与管壁之间的摩擦，颗粒的加速度逐渐减小而速度却逐渐增大。
5结论
（ 1）煤粉的粉碎作用主要发生在振荡腔内部，水楔作用、脉冲和空化作用以及两股射流的对撞作用均导致煤粉颗粒的粉碎。
（2）在煤粉粗碎过程中，初始微裂纹密度越大，越有利于水射流超细粉碎作用的发挥。
（ 3）对煤粉的超细粉碎试验表明，对撞式超细水射流粉碎作用可以对各种脆硬性物料进行超细粉碎作业。因此，该项技术具有较好的市场应用前景。
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