高壓水射流技術的基本概念介紹

    時間:2015-12-29 13:49:01作者:LeeZhou來源:德高潔清潔設備分享到:QQ空間新浪微博騰訊微博人人網微信

    近幾十年來,隨著科學技術的快速發(fā)展,人類發(fā)現(xiàn)了給液滴賦予比自由落體運動大得多的打擊能量,這使得漫長的水滴石穿現(xiàn)象得以在瞬間便可以完成,這就是水射流。然而,為了提高效率,科技又通過機械進一步將水增壓,并使它從直徑很小的噴嘴中噴出,形成一束高速、連續(xù)的水流束,也就是高壓水射流。下面主要介紹高壓水射流技術的基本概念。
     
    高壓水射流清洗技術

    1、高壓水射流的結構

    高壓水射流在噴嘴出口處形成一個錐形等速流核心區(qū),其中射流軸向動壓力及密度基本保持不變,為水射流的初始段。射流繼續(xù)發(fā)展的部分為基本段,其軸心速度與軸心動壓有規(guī)律地衰減。最后在消散段水射流與環(huán)境介質完全混合變成水滴與空氣的混合物或霧化。水射流各段在工程應用中具有不同的功能,起始段適宜于材料切割,基本段適用于清洗、除銹等,消散部分主用用于降溫除塵、大面積地沖刷。

    2、射流打擊力

    水射流打擊物體表面的打擊力主要體現(xiàn)在射流的壓強上,如果壓強大于污垢的抗壓強度,則污垢即被破壞。噴嘴出口處的水射流速度一般在亞音速與超音速之間即300~500 m/s,這股水射流雖然質量很小,但其速率平方卻可使水滴像子彈一樣,具有巨大打擊能量,可以破壞極堅硬的鹽堿結垢及堵塞物。

    3、最佳耙距

    水射流對物體表面的作用力不僅與射流密度、速度有關。而且還與水射流離該表面的距離有關,這是由于水射流的速度、結構隨著其噴射距離發(fā)生變化,因此水射流沖擊物體的作用力也隨噴嘴至物體表面的距離(耙距)不斷變化,根據實驗結果,達到最大打擊力的最佳耙距在100倍噴嘴直徑左右。

    4、壓力分級

    根據我國標準,可將水射流壓力劃分為4個等級,即低壓0.5-20MPa;中壓20-70MPa;高壓70-140MPa;超高壓140MPa以上。
     
    噴嘴孔型及射流結構

    高速水射流破壞材料的過程是一個動態(tài)斷裂過程,對脆性材料(如巖石)等主要是以裂紋破壞及擴散為主,而對塑性材料則符合最大的拉應力瞬時斷裂準則,即一旦材料中某點的法向拉應力達到或超過某一臨界值oy 時,該點即發(fā)生斷裂。根據彈塑性力學,動態(tài)斷裂強度與靜態(tài)斷裂強度相比要高出一個數量級左右,主要是因為動態(tài)應力作用時間短,材料中裂紋來不及發(fā)展。因而這個動態(tài)斷裂不僅與應力有關,還與拉伸應力的作用時間相關。

    因此,我們可以看出高壓水射流技術的應用領域將是十分廣泛的,它給我們帶來了的一種全新的途徑。

    熱門搜索: