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水刀射流工作参数
来源: 时间:2022-04-28 浏览:8746
喷射距离。喷射距离指喷嘴到清洗表面的距离,也称靶距。由射流的结构可知,运动的射流受到空气阻力的影响,动能逐渐降低,水平方向的运动速度逐渐减少,水射流的流型结构和速度随射流离开喷嘴(直径d)的距离l而发生变化。

1)喷射距离。喷射距离指喷嘴到清洗表面的距离,也称靶距。由射流的结构可知,运动的射流受到空气阻力的影响,动能逐渐降低,水平方向的运动速度逐渐减少,水射流的流型结构和速度随射流离开喷嘴(直径d)的距离l而发生变化。喷射距离增大,射流到达被清洗表面的扩散程度增大,射流功率的损失增大,而喷射距离过短会使单位时间内除垢面积减小,因此喷射距离过大或过小都会使清洗效率降低,实践证明,对于不同清洗对象,在不同的水力参数下,总可以找出一个最佳靶距,通常用试验方法确定水射流清洗的合理靶距。

    3.2为淹没水射流、淹没汽包水射流与非淹没水射流的三种射流状态下,实例射流打击力与靶距的关系曲线。设F为任意靶距l处水射流的打击力,Fmax为射流最大轴向打击力。图中F/Fmax为无因次打击力,L/d为无因次靶距。从图中看出,三种射流曲线的趋势基本相同,即打击力随着靶距变化,且都存在着峰值。但从定量分析上看又有明显差异。淹没水射流受到的阻力大,打击力最大时发生的位置比非淹没射流提前出现。而且因为射流的扩散程度迅速增加,使打击力随靶距L/d的衰减速率明显提高。淹没汽包水射流既有空气中非淹没水射流的特性,又具有淹没水射流的特性,因而是一种特殊的射流。


    最佳靶距就是射流对清洗表面的打击力最大时的靶距。在水射流清洗过程中,当射流的清洗能力足够时,可以适当加大靶距,不仅提高单位时间的清洗面积,而且增加了作业的安全性。当清洗较硬的附着层时,取较小靶距为宜,那样

就能充分发挥水楔的冲蚀卷吸作用,以利于附着层的脱离。按图3.14所示,对普通机件表面的清洗,喷射距离在((150 ~300)d范围内皆可,d为喷嘴出口直径。

    (2)横移速度与清洗次数。横移速度指喷嘴与工件之间的相对速度,也称进给速度。它是水射流工作参数中唯一与清洗时间有关的一个参数,其实质反映了水射流对附着层的冲击时间。

    在清洗过程中,较高的进给速度在单位时间内射流的清洗面积大大增加,从而降低了水射流清洗的比能,如图3.15所示,这正是水射流清洗所需要的。因此在水射流做清洗应用时,要适当提高横移速度,从而使射流清洗的效率得以提高。但当过快的横移速度不能充分发挥水楔的冲蚀剥离作用,使附着污染物层脱离时,就应降低进给速度。对实际操作的横扫速度而言,确定具体的参考值意义不大。这主要应是根据污垢层厚度、污垢性质及清洗质量要求,由操作者依据经验设定和控制。图3.15为高压水射流切割进给速度与侵深及切割面积的关系。


    根据高压水射流切割的经验可知,用较高的进给速度进行多次重复清洗是有利于提高清洗效率的。目前通常用摆振射流和旋转射流来提高射流的进给速度,增加对清洗面的冲击次数。

    (3)水射流冲击角。是指在切割或清洗中,水射流的冲击方向与喷射至被冲击表面法线之间的夹角。实验表明,其他条件相同时,不同的冲击角使水射流的清洗效果不同。此外,水射流的冲击角还与喷嘴的移动方向有关。当冲击角偏向进给反方向时,由于清洗过后的水流将携带着垢层碎屑以一定的速度冲刷被切割物料,从而使冲蚀效果进一步扩大。在实践中,由操作者根据污垢的具体情况确定入射角,如清洗一般机件表面的松软油脂垢时,入射角为17°左右,对于较硬而薄的垢层,入射角约在60°70°之间。

(4)切深或切宽。指水射流一次冲击物料得出的侵蚀深度或切槽宽度。在喷射压力不变条件下,加大喷嘴直径将增大水射流所携带的能量,垢层容易被破坏。高压水射流切割的深度有经验公式,也可以实际测出。切深或切宽实际上与进给速度、靶距和冲击角还有密切关系。一般来说,冲击角和进给速度减小,则切深越大。而靶距由于存在一个打击力最大的最佳值,在该距离下有最大切割深度。

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