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        水刀射流工作參數
        來源: 時間:2022-04-28 瀏覽:8481
        噴射距離。噴射距離指噴嘴到清洗表面的距離,也稱靶距。由射流的結構可知,運動的射流受到空氣阻力的影響,動能逐漸降低,水平方向的運動速度逐漸減少,水射流的流型結構和速度隨射流離開噴嘴(直徑d)的距離l而發生變化。

        1)噴射距離。噴射距離指噴嘴到清洗表面的距離,也稱靶距。由射流的結構可知,運動的射流受到空氣阻力的影響,動能逐漸降低,水平方向的運動速度逐漸減少,水射流的流型結構和速度隨射流離開噴嘴(直徑d)的距離l而發生變化。噴射距離增大,射流到達被清洗表面的擴散程度增大,射流功率的損失增大,而噴射距離過短會使單位時間內除垢面積減小,因此噴射距離過大或過小都會使清洗效率降低,實踐證明,對于不同清洗對象,在不同的水力參數下,總可以找出一個最佳靶距,通常用試驗方法確定水射流清洗的合理靶距。

            3.2為淹沒水射流、淹沒汽包水射流與非淹沒水射流的三種射流狀態下,實例射流打擊力與靶距的關系曲線。設F為任意靶距l處水射流的打擊力,Fmax為射流最大軸向打擊力。圖中F/Fmax為無因次打擊力,L/d為無因次靶距。從圖中看出,三種射流曲線的趨勢基本相同,即打擊力隨著靶距變化,且都存在著峰值。但從定量分析上看又有明顯差異。淹沒水射流受到的阻力大,打擊力最大時發生的位置比非淹沒射流提前出現。而且因為射流的擴散程度迅速增加,使打擊力隨靶距L/d的衰減速率明顯提高。淹沒汽包水射流既有空氣中非淹沒水射流的特性,又具有淹沒水射流的特性,因而是一種特殊的射流。


            最佳靶距就是射流對清洗表面的打擊力最大時的靶距。在水射流清洗過程中,當射流的清洗能力足夠時,可以適當加大靶距,不僅提高單位時間的清洗面積,而且增加了作業的安全性。當清洗較硬的附著層時,取較小靶距為宜,那樣

        就能充分發揮水楔的沖蝕卷吸作用,以利于附著層的脫離。按圖3.14所示,對普通機件表面的清洗,噴射距離在((150 ~300)d范圍內皆可,d為噴嘴出口直徑。

            (2)橫移速度與清洗次數。橫移速度指噴嘴與工件之間的相對速度,也稱進給速度。它是水射流工作參數中唯一與清洗時間有關的一個參數,其實質反映了水射流對附著層的沖擊時間。

            在清洗過程中,較高的進給速度在單位時間內射流的清洗面積大大增加,從而降低了水射流清洗的比能,如圖3.15所示,這正是水射流清洗所需要的。因此在水射流做清洗應用時,要適當提高橫移速度,從而使射流清洗的效率得以提高。但當過快的橫移速度不能充分發揮水楔的沖蝕剝離作用,使附著污染物層脫離時,就應降低進給速度。對實際操作的橫掃速度而言,確定具體的參考值意義不大。這主要應是根據污垢層厚度、污垢性質及清洗質量要求,由操作者依據經驗設定和控制。圖3.15為高壓水射流切割進給速度與侵深及切割面積的關系。


            根據高壓水射流切割的經驗可知,用較高的進給速度進行多次重復清洗是有利于提高清洗效率的。目前通常用擺振射流和旋轉射流來提高射流的進給速度,增加對清洗面的沖擊次數。

            (3)水射流沖擊角。是指在切割或清洗中,水射流的沖擊方向與噴射至被沖擊表面法線之間的夾角。實驗表明,其他條件相同時,不同的沖擊角使水射流的清洗效果不同。此外,水射流的沖擊角還與噴嘴的移動方向有關。當沖擊角偏向進給反方向時,由于清洗過后的水流將攜帶著垢層碎屑以一定的速度沖刷被切割物料,從而使沖蝕效果進一步擴大。在實踐中,由操作者根據污垢的具體情況確定入射角,如清洗一般機件表面的松軟油脂垢時,入射角為17°左右,對于較硬而薄的垢層,入射角約在60°70°之間。

        (4)切深或切寬。指水射流一次沖擊物料得出的侵蝕深度或切槽寬度。在噴射壓力不變條件下,加大噴嘴直徑將增大水射流所攜帶的能量,垢層容易被破壞。高壓水射流切割的深度有經驗公式,也可以實際測出。切深或切寬實際上與進給速度、靶距和沖擊角還有密切關系。一般來說,沖擊角和進給速度減小,則切深越大。而靶距由于存在一個打擊力最大的最佳值,在該距離下有最大切割深度。

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