高壓水射流技術(shù)的發(fā)展方向
時間:2014-12-25 15:05:39作者:LeeZhou來源:德高潔清潔設(shè)備分享到:QQ空間新浪微博騰訊微博人人網(wǎng)微信
高壓水射流是最近幾十年發(fā)展起來的一門新技術(shù),如今它已滲透到多個領(lǐng)域。射流是指工作介質(zhì)從噴嘴中流動的現(xiàn)象,它是一種在工程中十分常見的流動形態(tài)。人們通過提高射流的工作壓力,從而可以得到高速流動的射流。高壓射流有很大的能量密度,當(dāng)工作壓力提高到1000 MPa以上之后,高壓水射流的能量束密度就和激光束相當(dāng)。目前,高壓水射流在煤礦開采,加工制造以及清洗除垢等領(lǐng)域得到了比較廣泛的應(yīng)用。
隨著大量柱塞泵和增壓器的出現(xiàn),射流裝置的工作壓力得到了很大提高。隨著人們對射流認(rèn)識的加深,為了充分發(fā)揮出高壓水射流的潛力,從單純的純水射流開始又出現(xiàn)了磨料射流、空化射流、脈沖射流以及添加劑射流。
一、磨料水射流
磨料水射流是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的技術(shù),顧名思義,磨料射流就是將一定數(shù)量的磨料與高壓水互相混合而形成的固液雙層射流,高壓水的部分動能傳遞到磨料,把水射流對靶件的持續(xù)作用變?yōu)槟チ狭W恿鲗Π屑母哳l沖擊以及磨削作用,從而提高了高壓水射流的工作效率。在高壓水射流中加入合適的磨料,射流的切割能力將大幅度提高,可以在不提高工作壓力的前提下有效地切割鋼筋混凝土以及鋼板。流體中添加的磨料將對射流的特性有很大的影響,常用的磨料有硅砂、金剛砂、鐵渣、鐵砂以及氧化鋁等,磨料的顆粒大小以及硬度和密度等也都對射流品質(zhì)有影響。在工程實際中,常常根據(jù)不同的施工要求選擇加入不同磨料的水射流。
二、空化射流
空化射流是充分利用空化破壞威力的又一種射流技術(shù)。在流體機(jī)械中,空蝕普遍存在,很過水力機(jī)械的葉片都會遭到空蝕破壞,這會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。空化射流是指從高壓噴嘴噴出的高壓水射流經(jīng)過人為地誘發(fā)空泡產(chǎn)生,然后適度地控制高壓噴嘴出口截面與靶件表面的距離,使空泡在運(yùn)動過程中增大,在水射流沖擊靶件表面的滯止壓力作用下破滅。
三、脈沖射流
脈沖射流是讓壓力能間斷地釋放,產(chǎn)生不連續(xù)的射流。脈沖射流充分利用了水錘效應(yīng),使作用在靶件上的作用力迅速增大以達(dá)到破碎材料的效果。脈沖射流在靶件表面產(chǎn)生的沖擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通連續(xù)水射流的滯止壓力,使高壓水射流切割、破碎的能力得到了很大的提高。現(xiàn)在脈沖射流主要有阻斷式、激勵式以及擠壓沖擊式。
四、添加劑射流
添加劑射流在精密切割中比較常見,在消防水槍中也有應(yīng)用,它是在純水中加入微量特殊添加劑(高分子長鍵型聚合物),達(dá)到抑制射流的紊動強(qiáng)度,從而可以降低射流的流動損失,提高射流的品質(zhì)。
目前,高壓水射流技術(shù)在煤礦開采、航空航天、機(jī)械制造、國防、交通、建筑以及醫(yī)療領(lǐng)域做出了巨大的貢獻(xiàn)。因此,加深對射流理論的認(rèn)識和研究,大力發(fā)展先進(jìn)射流技術(shù),將有助于研發(fā)出高端的高壓水射流產(chǎn)品,這將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
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