水射流术语
水射流技术简述(最终版)
水射流技术简述(最终版)水射流技术是一种应用高速的水流进行切割、清洗和精加工的新型工艺技术。
该技术它可以利用高速、高压的水流直接切割材料，不需要任何热源或化学物质，具有高速、高效、高精度、环保等特点。
水射流技术可以用于各种材料的切割、打孔、雕刻、清洗、去毛刺、去油漆、去锈等，适用于航空、航天、汽车、轮船、冶金、环保、电子、建筑、石材、金属加工等领域。
水射流技术的原理是利用高速的水流，采用高压泵将水压力增加到3000-6000bar，然后通过高压软管输送到水射流切割头，通过射流嘴使水流加速达到难以想象的速度。
水射流除了水流速度的快慢外，还可以通过水流压力的变化来调节出对材料的不同切割、清洗、去毛刺等要求的强度。
水射流技术主要有两种方式：纯水射流和研磨水射流。
纯水射流是指只使用清水进行射流加工，主要用于切割软质材料，如橡胶、泡沫、塑料、木材、食品等。
研磨水射流则是在加工过程中，加入一种或多种磨料，以提高磨削能力，适用于硬质材料的加工，如金属、石材、陶瓷等。
水射流技术与传统工艺相比，具有以下优势：1、切割精度高。
水射流技术不会在加工过程中产生变形或热损伤，因此可以获得高精度的切割效果。
2、适用范围广。
水射流技术可以加工各种硬度不同的材质，如硬质合金、石头、金属、陶瓷等。
3、环保无污染。
水射流技术不需要任何化学物质，不会产生污染，是一种非常环保的工艺技术。
4、加工效率高。
水射流技术加工速度快，可以满足高效率的生产要求。
5、加工成本低。
与传统工艺相比，水射流技术不需要额外投资新设备，可以利用原有的加工设备，因此可以降低成本。
水射流技术在各个行业中都有广泛应用。
比如，在航空工业中，可以用水射流技术对飞机的发动机、燃气轮机、涡轮叶片等进行清洗和修复，以提高其工作效率和寿命。
在汽车制造中，可以利用水射流技术对车身进行切割和打孔，还可以对发动机进行清洗、去毛刺等操作。
在建筑行业中，可以利用水射流技术对石材漏洞、贸易内部和边角等进行加工，还可以对混凝土进行清洗和去污。
高压水射流的分类
高压水射流的分类
高压水射流种类很多，分类方法也多种，下面列一下常见的几种：
1.按驱动压力
压力等级压力范围（Mpa）泵类型
低压05-20 离心泵，柱塞泵
中压20-70 柱塞泵，增压器
高压70-140 柱塞泵，增压器
超高压140-400 增压器，水炮
2.按射流介质
牛顿流体：水，空气
非牛顿流体：聚合物（CMC,PAM），泥浆。
3.按环境介质
淹没射流：在水中或其他液体中喷射；
非淹没射流：说在空气中喷射。
4.按射流水力学特性
稳定射流：各断面流力特性不随时间变化，仅随位置变化；
不稳定射流：各断面流力特性不仅随时间变化，且随位置变化；
5.按固壁条件
自由射流：无固壁限制
非自由射流：有固壁限制
6.按施载方式
连续射流：开始峰值，后稳定；
冲击射流：短时峰值；
混合射流：二者之间。
7.按介质相
单相射流：水，PAM+Water；
多相射流：Gas-Liquid,Solid-Liquid。
流体力学专业名词
流体动力学fluid dynamics连续介质力学mechanics of continuous media介质medium流体质点fluid particle无粘性流体nonviscous fluid, inviscid fluid连续介质假设continuous medium hypothesis流体运动学fluid kinematics水静力学hydrostatics液体静力学hydrostatics支配方程governing equation伯努利方程Bernoulli equation伯努利定理Bernonlli theorem毕奥-萨伐尔定律Biot-Savart law欧拉方程Euler equation亥姆霍兹定理Helmholtz theorem开尔文定理Kelvin theorem涡片vortex sheet库塔-茹可夫斯基条件Kutta-Zhoukowski condition 布拉休斯解Blasius solution达朗贝尔佯廖d''Alembert paradox雷诺数Reynolds number施特鲁哈尔数Strouhal number随体导数material derivative不可压缩流体incompressible fluid质量守恒conservation of mass动量守恒conservation of momentum能量守恒conservation of energy动量方程momentum equation能量方程energy equation控制体积control volume液体静压hydrostatic pressure涡量拟能enstrophy压差differential pressure流[动] flow流线stream line流面stream surface流管stream tube迹线path, path line流场flow field流态flow regime流动参量flow parameter流量flow rate, flow discharge涡旋vortex涡量vorticity涡丝vortex filament涡线vortex line涡面vortex surface涡层vortex layer涡环vortex ring涡对vortex pair涡管vortex tube涡街vortex street卡门涡街Karman vortex street马蹄涡horseshoe vortex对流涡胞convective cell卷筒涡胞roll cell涡eddy涡粘性eddy viscosity环流circulation环量circulation速度环量velocity circulation偶极子doublet, dipole驻点stagnation point总压[力] total pressure总压头total head静压头static head总焓total enthalpy能量输运energy transport速度剖面velocity profile库埃特流Couette flow单相流single phase flow单组份流single-component flow均匀流uniform flow非均匀流nonuniform flow二维流two-dimensional flow三维流three-dimensional flow准定常流quasi-steady flow非定常流unsteady flow, non-steady flow 暂态流transient flow周期流periodic flow振荡流oscillatory flow分层流stratified flow无旋流irrotational flow有旋流rotational flow轴对称流axisymmetric flow不可压缩性incompressibility不可压缩流[动] incompressible flow浮体floating body定倾中心metacenter阻力drag, resistance减阻drag reduction表面力surface force表面张力surface tension毛细[管]作用capillarity来流incoming flow自由流free stream自由流线free stream line外流external flow进口entrance, inlet出口exit, outlet扰动disturbance, perturbation分布distribution传播propagation色散dispersion弥散dispersion附加质量added mass ,associated mass收缩contraction镜象法image method无量纲参数dimensionless parameter几何相似geometric similarity运动相似kinematic similarity动力相似[性] dynamic similarity平面流plane flow势potential势流potential flow速度势velocity potential复势complex potential复速度complex velocity流函数stream function源source汇sink速度[水]头velocity head拐角流corner flow空泡流cavity flow超空泡supercavity超空泡流supercavity flow空气动力学aerodynamics低速空气动力学low-speed aerodynamics 高速空气动力学high-speed aerodynamics 气动热力学aerothermodynamics亚声速流[动] subsonic flow超声速流[动] supersonic flow锥形流conical flow楔流wedge flow叶栅流cascade flow非平衡流[动] non-equilibrium flow 细长体slender body细长度slenderness钝头体bluff body钝体blunt body翼型airfoil翼弦chord薄翼理论thin-airfoil theory构型configuration后缘trailing edge迎角angle of attack失速stall脱体激波detached shock wave波阻wave drag诱导阻力induced drag诱导速度induced velocity临界雷诺数critical Reynolds number 前缘涡leading edge vortex附着涡bound vortex约束涡confined vortex气动中心aerodynamic center气动力aerodynamic force气动噪声aerodynamic noise气动加热aerodynamic heating离解dissociation地面效应ground effect气体动力学gas dynamics稀疏波rarefaction wave热状态方程thermal equation of state 喷管Nozzle普朗特-迈耶流Prandtl-Meyer flow瑞利流Rayleigh flow可压缩流[动] compressible flow可压缩流体compressible fluid绝热流adiabatic flow非绝热流diabatic flow未扰动流undisturbed flow等熵流isentropic flow兰金-于戈尼奥条件Rankine-Hugoniot condition状态方程equation of state量热状态方程caloric equation of state完全气体perfect gas拉瓦尔喷管Laval nozzle马赫角Mach angle马赫锥Mach cone马赫线Mach line马赫数Mach number马赫波Mach wave当地马赫数local Mach number冲击波shock wave激波shock wave正激波normal shock wave斜激波oblique shock wave头波bow wave附体激波attached shock wave激波阵面shock front激波层shock layer压缩波compression wave反射reflection折射refraction散射scattering衍射diffraction绕射diffraction出口压力exit pressure超压[强] over pressure反压back pressure爆炸explosion爆轰detonation缓燃deflagration水动力学hydrodynamics液体动力学hydrodynamics泰勒不稳定性Taylor instability盖斯特纳波Gerstner wave斯托克斯波Stokes wave瑞利数Rayleigh number自由面free surface波速wave speed, wave velocity波高wave height波列wave train波群wave group波能wave energy表面波surface wave表面张力波capillary wave规则波regular wave不规则波irregular wave浅水波shallow water wave深水波deep water wave重力波gravity wave椭圆余弦波cnoidal wave潮波tidal wave涌波surge wave破碎波breaking wave船波ship wave非线性波nonlinear wave孤立子soliton水动[力]噪声hydrodynamic noise水击water hammer空化cavitation空化数cavitation number空蚀cavitation damage超空化流supercavitating flow水翼hydrofoil水力学hydraulics洪水波flood wave涟漪ripple消能energy dissipation海洋水动力学marine hydrodynamics 谢齐公式Chezy formula欧拉数Euler number弗劳德数Froude number水力半径hydraulic radius水力坡度hvdraulic slope高度水头elevating head水头损失head loss水位water level水跃hydraulic jump含水层aquifer排水drainage排放量discharge壅水曲线back water curve压[强水]头pressure head过水断面flow cross-section明槽流open channel flow孔流orifice flow无压流free surface flow有压流pressure flow缓流subcritical flow急流supercritical flow渐变流gradually varied flow急变流rapidly varied flow临界流critical flow异重流density current, gravity flow堰流weir flow掺气流aerated flow含沙流sediment-laden stream降水曲线dropdown curve沉积物sediment, deposit沉[降堆]积sedimentation, deposition沉降速度settling velocity流动稳定性flow stability不稳定性instability奥尔-索末菲方程Orr-Sommerfeld equation涡量方程vorticity equation泊肃叶流Poiseuille flow奥辛流Oseen flow剪切流shear flow粘性流[动] viscous flow层流laminar flow分离流separated flow二次流secondary flow近场流near field flow远场流far field flow滞止流stagnation flow尾流wake [flow]回流back flow反流reverse flow射流jet自由射流free jet管流pipe flow, tube flow内流internal flow拟序结构coherent structure猝发过程bursting process表观粘度apparent viscosity运动粘性kinematic viscosity动力粘性dynamic viscosity泊poise厘泊centipoise厘沱centistoke剪切层shear layer次层sublayer流动分离flow separation层流分离laminar separation湍流分离turbulent separation分离点separation point附着点attachment point再附reattachment再层流化relaminarization起动涡starting vortex驻涡standing vortex涡旋破碎vortex breakdown涡旋脱落vortex shedding压[力]降pressure drop压差阻力pressure drag压力能pressure energy型阻profile drag滑移速度slip velocity无滑移条件non-slip condition壁剪应力skin friction, frictional drag壁剪切速度friction velocity磨擦损失friction loss磨擦因子friction factor耗散dissipation滞后lag相似性解similar solution局域相似local similarity气体润滑gas lubrication液体动力润滑hydrodynamic lubrication浆体slurry泰勒数Taylor number纳维-斯托克斯方程Navier-Stokes equation牛顿流体Newtonian fluid边界层理论boundary later theory边界层方程boundary layer equation边界层boundary layer附面层boundary layer层流边界层laminar boundary layer湍流边界层turbulent boundary layer温度边界层thermal boundary layer边界层转捩boundary layer transition边界层分离boundary layer separation边界层厚度boundary layer thickness 位移厚度displacement thickness动量厚度momentum thickness能量厚度energy thickness焓厚度enthalpy thickness注入injection吸出suction泰勒涡Taylor vortex速度亏损律velocity defect law形状因子shape factor测速法anemometry粘度测定法visco[si] metry流动显示flow visualization油烟显示oil smoke visualization孔板流量计orifice meter频率响应frequency response油膜显示oil film visualization阴影法shadow method纹影法schlieren method烟丝法smoke wire method丝线法tuft method氢泡法nydrogen bubble method相似理论similarity theory相似律similarity law部分相似partial similarity定理pi theorem, Buckingham theorem 静[态]校准static calibration动态校准dynamic calibration风洞wind tunnel激波管shock tube激波管风洞shock tube wind tunnel 水洞water tunnel拖曳水池towing tank旋臂水池rotating arm basin扩散段diffuser测压孔pressure tap皮托管pitot tube普雷斯顿管preston tube斯坦顿管Stanton tube文丘里管Venturi tubeU形管U-tube压强计manometer微压计micromanometer多管压强计multiple manometer静压管static [pressure]tube流速计anemometer风速管Pitot- static tube激光多普勒测速计laser Doppler anemometer, laser Doppler velocimeter 热线流速计hot-wire anemometer热膜流速计hot- film anemometer流量计flow meter粘度计visco[si] meter涡量计vorticity meter传感器transducer, sensor压强传感器pressure transducer热敏电阻thermistor示踪物tracer时间线time line脉线streak line尺度效应scale effect壁效应wall effect堵塞blockage堵寒效应blockage effect动态响应dynamic response响应频率response frequency底压base pressure菲克定律Fick law巴塞特力Basset force埃克特数Eckert number格拉斯霍夫数Grashof number努塞特数Nusselt number普朗特数prandtl number雷诺比拟Reynolds analogy施密特数schmidt number斯坦顿数Stanton number对流convection自由对流natural convection, free convec-tion强迫对流forced convection热对流heat convection质量传递mass transfer传质系数mass transfer coefficient热量传递heat transfer传热系数heat transfer coefficient对流传热convective heat transfer辐射传热radiative heat transfer动量交换momentum transfer能量传递energy transfer传导conduction热传导conductive heat transfer热交换heat exchange临界热通量critical heat flux浓度concentration扩散diffusion扩散性diffusivity扩散率diffusivity扩散速度diffusion velocity分子扩散molecular diffusion沸腾boiling蒸发evaporation气化gasification凝结condensation成核nucleation计算流体力学computational fluid mechanics多重尺度问题multiple scale problem伯格斯方程Burgers equation对流扩散方程convection diffusion equationKDU方程KDV equation修正微分方程modified differential equation拉克斯等价定理Lax equivalence theorem数值模拟numerical simulation大涡模拟large eddy simulation数值粘性numerical viscosity非线性不稳定性nonlinear instability希尔特稳定性分析Hirt stability analysis相容条件consistency conditionCFL条件Courant- Friedrichs- Lewy condition ,CFL condition 狄里克雷边界条件Dirichlet boundary condition熵条件entropy condition远场边界条件far field boundary condition流入边界条件inflow boundary condition无反射边界条件nonreflecting boundary condition数值边界条件numerical boundary condition流出边界条件outflow boundary condition冯.诺伊曼条件von Neumann condition近似因子分解法approximate factorization method人工压缩artificial compression人工粘性artificial viscosity边界元法boundary element method配置方法collocation method能量法energy method有限体积法finite volume method流体网格法fluid in cell method, FLIC method通量校正传输法flux-corrected transport method通量矢量分解法flux vector splitting method伽辽金法Galerkin method积分方法integral method标记网格法marker and cell method, MAC method特征线法method of characteristics直线法method of lines矩量法moment method多重网格法multi- grid method板块法panel method质点网格法particle in cell method, PIC method质点法particle method预估校正法predictor-corrector method投影法projection method准谱法pseudo-spectral method随机选取法random choice method激波捕捉法shock-capturing method激波拟合法shock-fitting method谱方法spectral method稀疏矩阵分解法split coefficient matrix method不定常法time-dependent method时间分步法time splitting method变分法variational method涡方法vortex method隐格式implicit scheme显格式explicit scheme交替方向隐格式alternating direction implicit scheme, ADI scheme 反扩散差分格式anti-diffusion difference scheme紧差分格式compact difference scheme守恒差分格式conservation difference scheme克兰克-尼科尔森格式Crank-Nicolson scheme杜福特-弗兰克尔格式Dufort-Frankel scheme指数格式exponential scheme戈本诺夫格式Godunov scheme高分辨率格式high resolution scheme拉克斯-温德罗夫格式Lax-Wendroff scheme蛙跳格式leap-frog scheme单调差分格式monotone difference scheme保单调差分格式monotonicity preserving diffe-rence scheme穆曼-科尔格式Murman-Cole scheme半隐格式semi-implicit scheme斜迎风格式skew-upstream scheme全变差下降格式total variation decreasing scheme TVD scheme 迎风格式upstream scheme , upwind scheme计算区域computational domain物理区域physical domain影响域domain of influence依赖域domain of dependence区域分解domain decomposition维数分解dimensional split物理解physical solution弱解weak solution黎曼解算子Riemann solver守恒型conservation form弱守恒型weak conservation form强守恒型strong conservation form散度型divergence form贴体曲线坐标body- fitted curvilinear coordi-nates[自]适应网格[self-] adaptive mesh适应网格生成adaptive grid generation自动网格生成automatic grid generation数值网格生成numerical grid generation交错网格staggered mesh网格雷诺数cell Reynolds number数植扩散numerical diffusion数值耗散numerical dissipation数值色散numerical dispersion数值通量numerical flux放大因子amplification factor放大矩阵amplification matrix阻尼误差damping error离散涡discrete vortex熵通量entropy flux熵函数entropy function分步法fractional step method。
水的射流形态及其应用特性
水的射流形态及其应用特性水的射流形态有直流水、开花水、喷雾水和水蒸气等四种，水流形态不同，其灭火效果也不同。
一、直流水和开花水（滴状水）通过水泵加压并由直流水枪喷射的连续密集水流称为直流水。
直流水具有强大的冲击力量，能喷射到较远的地方，能冲击到燃烧物质内部，摧毁正在分解燃烧的物质，阻止分解物的扩散和隔离燃烧区，使燃烧迅速停止。
通过水泵加压并由开花水枪喷出的滴状水流称为开花水，其冲击力和射程低于直流水。
其水滴直径一般大于0.1mm。
直流水和开花水可用于扑救下述物质火灾：⒈一般固体物质火灾，如木材、纸张、粮草、棉麻、煤炭等的火灾。
⒉由于直流水能够冲击、渗透到可燃物质的内部，故可用来扑救阴燃物质的火灾。
⒊闪点在1200C以上，常温下呈半凝固状态的重油火灾。
⒋可利用几股交叉直流水切断或赶走火焰，扑救石油或天然气井喷火灾。
直流水和开花水一般不能用于扑救下述物质火灾：⒈不能用任何形势的水流扑救“遇水燃烧物质”的火灾。
（如碱金属）⒉在一般情况下，不能用直流水扑救可燃粉尘（面粉、铝粉、糖粉、煤粉、锌粉等）聚集处的火灾，因为沉积粉尘被水流冲击后悬浮在空气中，容易与空气形成爆炸性混合物。
⒊在没有良好的接地设备或没有切断电源的情况下，一般不能用直流水扑救高压电气设备火灾。
因为天然水中往往含有各种杂质，因此具有一定的导电能力。
如在紧急情况下，必须进行带电灭火时，需保持一定的安全距离。
在扑救380KV以内的高压电气设备火灾时，实践中应遵守下列规则：水枪距火源的最小允许距离的米数，应等于水枪口径的毫米数。
比如使用16mm口径的水枪，那么水枪距火源的最小允许距离（安全距离）应该是16m。
⒋某些高温生产装置或设备着火时，不宜用直流水扑救。
因为这些高温设备的金属表面在受到水流的突然冷却时，机械强度会受到影响，设备可能遭到破坏。
⒌贮存大量浓硫酸、浓硝酸、盐酸等的场所发生火灾时，不能用直流水扑救。
因为水与酸液接触会引起酸液发热飞溅或流出。
环境水力学-射流、羽流及浮射流
Fd
u
a gL
静水中平面浮射流紊动扩散
– 式中，u为射流的特征流速， L为特征长度，
ρ为射流密度, ρa为环境流体密度。
– 密度佛汝德数Fd反映了作用于射流的惯性力与 浮力之比。当Fd很大时，表明射流是由动量起 支配作用，当Fd很小时，则由浮力起支配作用。 若以当Fd0代表射流出口处密度佛汝德数，显然， 是由动量起支配作用，当Fd0 →0时，属于浮力 羽流。若Fd0 →∞，浮力作用趋于零，为纯射流。 若Fd0处于两者之间则为浮射流。
• 流动主体段，x>6.2D
C u((xx,,rr))uCmm((xx))eexxpp[([(br)rb2])2],x6.2D
• 式中，Cm为轴心浓度，它与射流出口浓度有 如下关系。
Cm 5.49 d
C0
x
静止均质环境淹没紊动射流主要特性表
参数 断面上最大流速um 断面上最大浓度Cm
射流半宽度b 轴线稀释度 断面平均稀释度 浓度分布与速度分 布宽度比λ 卷吸系数α
• 射流断面上的静止压力近似为常数且可假设等于外部 压力。
• 靠近排出口，x<5.2B的范围内是初始段。该段的紊动 扩散还未完全透入射流中心部分，形成中间的主流核 心区。在流动形成段内，射流带流速和浓度分布可表 示为
C u((xx,,yy))uC00y b
式中，b’为射流核心区的半宽度；u0为射流出口流速； C0为射流物质浓度。
环境水力学
射流. 平面淹没紊动射流 3. 圆形淹没紊动射流 4. 静止液体中的浮力羽流 5. 静止均质及线性密度分层环境中圆形浮射流 6. 流动环境中的紊动射流
1、基本概念
• 定义：
– 射流（Jet）：一股流体从几何尺寸远小于接纳 流体所占空间尺寸的喷口注入接纳流体，并与 之混合的流动状态，叫做射流。 实际问题多为 紊动射流。
水射流结构特征
水射流结构特征
水射流是一种高速、高压的水流，具有以下结构特征：
1. 射流形状：水射流的形状通常为锥形或圆柱形。
在喷嘴出口处，水射流呈现出尖锥状；随着射流距离的增加，锥形逐渐变为圆柱形。
2. 速度分布：水射流的速度分布呈现出典型的平方根定律，即射流速度随距离的增大而逐渐减小。
距离喷嘴越远，速度衰减越明显。
3. 压力分布：水射流的压力分布呈线性规律，即压力随距离的增大而逐渐降低。
这是因为射流在传播过程中，由于黏性效应和湍流现象，部分动能转化为压力能。
4. 含沙量分布：在水射流中，含沙量的分布受到风速、射流高度和沙粒粒径的影响。
一般来说，含沙量随高度增加而减小，随风速增大而增大。
5. 射流稳定性：水射流的稳定性受到多种因素影响，如喷嘴结构、射流速度、液体性质等。
在一定条件下，水射流可能会出现振荡不稳定现象。
6. 射流的应用：水射流在工业、农业、建筑业等领域具有广泛的应用，如清洗、切割、抛光、灌溉等。
通过改变喷嘴结构、射流参数和液体性质，可以实现不同功能和效果。
综上所述，水射流具有明显的结构特征，这些特征有助于了解射流的传播规律和应用效果。
在实际应用中，根据需求和场景选择合适的水射流参数和喷嘴结构，可以实现高效、稳定的射流作业。
高压水射流总复习
发展中的高压水射流技术(32学时)总复习第一章、水射流技术概论1.1、高压水射流的定义：高压水射流是以水作为介质，通过高压发生设备使其获得巨大的能量后，用一种特定的液体运动方式，从一定形状的喷咀（直径较小），以很高的速度喷射出来的，具有一定的几何形状并能有一定的喷射距离的、能量高度集中的一股水流 (水团和水柱)。
1.2、水射流系统的组成高压水射流系统一般由压力源，喷嘴及其控制装置以及连接它们的高压管路和其它附属装置所组成。
1.3、高压水射流的分类（1）、按其喷射压力分：低压水射流：a MP 20~5.0中压水射流：a MP 50~20高压水射流：a MP 100~50超高压水射流：a MP 100（2）、按介质种类分按射流本身介质来分，高压水射流又可分为单相和多相射流。
1）单相水射流：水射流工作介质为单一介质。
常见的纯水射流包括加有高分子聚合物的水射流都属单相水射流。
（如纯水射流、调制射流。
）2) 多相水射流：水射流的介质含有两种以上的混合介质。
混有固体磨料微粒的磨料射流及混有微小冰块的冰水射流属固液两相射流，混有空化泡的空化射流属气液两相射流。
（如：磨料射流、浆体射流、空化射流、冰粒射流、添加剂射流。
）按射流介质与周围介质：1) 淹没水射流：水射流工作介质与环境介质相同。
2) 非淹没射流：水射流工作介质与环境介质不同。
（3）、按水射流的固壁条件分自由水射流：没有固壁约束下的水射流。
非自由水射流：有固壁约束下的水射流。
（4）、按水射流的发射方式分：(射流对物料的施载特性)按射流对物料的施载特性，高压水射流又可分为连续射流、不连续射流和混合射流三种。
连续射流：其特点是该种水射流对物料施载，开始有一个短时的冲击峰值压力，随之而来的是长期的稳定的较低的压力。
（如摆振射流、旋转射流等。
）这种射流只有冲击峰值压以后的稳定压力才具有代表性。
该种射流常用于切割和清洗物料。
不连续射流：其对物料施载特点是产生一个只持续极短时间的压力峰值，这时只有压力峰值才具有代表性。
水射流技术
水射流技术1、何为水射流技术？水射流技术又称水刀、水切割技术，是真正的冷切割。
它是将普通的水经过压力系统增压后所产生的高能量水流(便携式水切割系统可达到40Mpa~50Mpa)，再通过一个极细的沙管喷嘴(φ0.1-0.35mm)，以每秒近千米的速度喷射出水流进行切割，这种切割方式称为水切割。
便携式水切割系统合理运用水射流原理，通过产品研发人员不断努力，克服技术及实际运用中存在难点，运用先进的设计思路及理念，终于研发出具有独特性能的便携式水切割系统，为水射流技术的广泛应用开辟了又一道路。
水切割技术是世上公认的最通用的也是发展得最快的技术。
相对其它切割技术而言，水切割不会产生有毒有害的气体或液体，并且也不产生有毒有害的物质或蒸汽。
水切割加工后，在被加工件表面不会产生热反应区或机械应力残留。
水切割确实是一种万能的、高产能的冷切割技术。
2、水切割技术特点较之激光、等离子、线切割等传统的切割方式，水切割切割技术确实有其独特、显著的优势：1）切割品质优异水切割是一种冷加工方式，水切割不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。
加工本身无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的织结构不会发生变化，也几乎不存在热和机械的应力与应变，切割缝隙(纯水切割之切口约为0.1mm至1.1mm，砂水混流切割之切口约为0.8mm至1.8mm。
随着砂刀管的直径扩口，其切口也就愈大)及切割斜边都很小(大部份所看到好的切割品质之单侧斜边为0.076mm至0.102mm之间)，无需二次加工，无裂缝、无毛边、无浮渣，因此其切割品质优良。
无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等，或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡塑、纸张及复合材料，皆可适用。
2）节省成本便携式水切割系统所产生横向及纵向的作用力极小，不会产生热效应或变形或细微的裂缝，不需二次加工，既可钻孔亦可切割，降低了切割时间及制造成本。
3）清洁环保无污染在切割过程中不产生弧光、灰尘及有毒气体，操作环境整洁，符合严格的环保要求。
水射流切割
一次性初期投资较高。
度、压力以及压射距离。
设备和工具 水射流切割需要液压系统和机床（程序 控制和数字控制系统）；液压系统压力达 到400MPa。
实际应用
水射流切割可以加工很薄、很软的金属 和非金属材料，铜、铝、铅、塑料、木材、 橡胶等七八十种材料和制品。水射流切割可
以代替硬质合金切槽刀具，而且切边的质量
很好。所加工材料的厚度少则几毫米，多则 几百毫米。
由于加工温度较低，因而可以加工木 板和纸品，还能在一些化学加工的零件保
护层表面上划线。
美国汽车工业中用水射流来切割石棉 刹车片，橡胶基地毯、符合材料板，玻璃 纤维增强塑料。航天工业用以切割高级复 合材料，蜂窝状夹层板，钛合金元件和印 制电路板等，可提高疲劳寿命。 影响水射流切割广泛应用的主要因素是
一、基本理
水射流切割（water jet cuting，简称WJC）又称
液体喷射加工（liguid jet machining,LJM）
利用高压高速水流对工件的冲击作用来去除材 料的，简称水切割或俗称水刀。 采用水或具有添加剂的水，以500~900m/s 的高速冲击工件进行加工和切割。水从孔径为 0.1~0.5mm的人造蓝宝石喷嘴喷出，直接压射 在工件加工部位上。加工深度取决于喷射的速
水射流术语
水射流常用术语词汇表AAbrasion 磨耗，磨损Abrasive 磨料Abrasive jet 磨料射流Abrasive nozzle 磨料喷嘴Abrasive particle 磨料颗粒Abrasive suspension jet 磨料浆体射流Advanced ceramics 高级陶瓷Air jet 空气射流Autoclave 蒸压器，高压釜BBack thrust 后推力，后座力Blasting 喷射Borehole 扩孔，孔眼Breaking 破裂，碎裂Brinell hardness 布式硬度Brittle material 脆性材料Bur 毛刺，鳞片CCannon 炮，短粗管Carbon dioxide 二氧化碳Cavitation 空化Cavitation erosion 空蚀，汽蚀Cavitating jet 空化射流Centrifugal pump 离心泵Chemical erosion 化学冲蚀Check valve 单向阀Chipping 碎片，碎屑Cleaning 清洗，清净CMC 羧甲基纤维素Coal mining 采煤，采矿Coating removal 涂层清除Composite 复合物，复合材料Compressive strength 抗压强度Concrete 混凝石，混凝土Continuous jet 连续射流Contraction 收缩Control valve 控制阀Culmination 顶点，极点Cut 切割，切削Cutting 切割，切屑DDeburring 去毛刺，除鳞Decommissioning 拆除Decontamination 净化，清除Descaling 除垢，除锈Discharge 排出，排量Discharge coefficient 流量系数Dismantling 拆卸，拆除Disposal 处理，废弃Drilling 钻进，钻孔Droplet impact 液滴冲击Ductile material 塑(韧)性材料Dump valve 卸荷阀，切断阀Dwell time 停滞时间Dynamic pressure 动压力EEDM machining 电火花加工Elasto-plastic method 弹塑性方法Electro-chemical cutting 电化学切割Erosion 冲蚀，腐蚀Erosion rate 冲蚀速度Erosion resistance 冲蚀阻力Erosion volume 冲蚀体积Excavation 挖掘，开凿Exit diameter 出口直径Exposure time 冲击时间Extrusion 冲击FFeed pipe 供给管，来流管Feeding rate 进给速度Flexible hose 柔性管，软管Flow 流动Flow modulation 流动调制Flow rate 流量，排量Fluid jet 流体射流Foot gun 脚踏枪Foot valve 脚踏阀Free jet 自由射流GGarnet 石榴石，拓榴石Gas jet 气体射流Gate valve 滑阀，闸阀Granite 花岗石HHalf-initial pressure 半衰压力Hand gun 手持枪Hardness 硬度High pressure water jet 高压水射流Hose 软管，胶管Hydraulic mining 水力开采Hydraulic power 水功率IImpact angle 冲击角Impact pressure 冲击压力Impinging jet 冲击射流Industrial cleaning 工业清洗Injection 喷射，注射Inlet angle 入口角度Intensifier 增压器Interrupted jet 间断射流JJet 射流，喷射Jet cleaning 射流清洗Jet cutting 射流切割Jet machining 射流加工Jet milling 射流研磨Jet nozzle 射流喷嘴Jet pump 射流泵Jet thrust 射流推力Jetting 喷射，射流Jet turning 射流车削Jet velocity 射流速度KKerf 切割，切缝Kerf depth 切槽深度Kerf width 切槽宽度Kerf volume 切口体积LLaminar flow 层流Lance 喷枪，喷管Lbs = pounds 磅Lift valve 升阀Limestone 石灰石MMachinability 加工性Marble 大理石Mesh 网，筛，目Microcrack 微裂隙，微裂缝Micro-flaking 微剥落Microjet 微射流Mixing chamber 混合腔Mixing tube 混合管，混砂管Mud 泥浆Multi-phase jet 多相射流NNeedle valve 针型阀Newtonian fluid 牛顿液体Non-Newtonian fluid 非牛顿液体Nozzle exit 喷嘴出口Nozzle geometry 喷嘴形状Nozzle shape 喷嘴形状Nozzle structure 喷嘴结构OOn-off valve 开关阀，启闭阀Orifice 孔口，孔板Oscillation 振荡，振动Organ-pipe 风琴管PPAM (polyarylamide) 聚丙烯酰胺Peeling 剥离Penetration 穿透，钻进Percussive 振动Piston pump 活塞泵Plunger pump 柱塞泵Poiseuille flow 波松流动Polymer 聚合物Pore water 孔隙水Pore water pressure 孔隙压力Positive displacement pump 排液泵，变容泵Potential core 等速核Pressure fluctuation 压力振动Pressure gauge 压力计，压力表Pressure intensifier 增压器Pressure pulsation 压力脉动Pressure vessel 压力容器Pulsed jet 脉冲射流RRelief valve 卸荷阀，安全阀Removal 清除，去除Resonating 谐振，共振Rock pressure 岩石压力Rotary head 旋转头Rotary nozzle 旋转喷嘴Rotating jet 旋转射流SSafety valve 安全阀Sand pump 砂泵Sand stone 砂岩Sapphire 蓝宝石Scale 尺度，垢Self-excited 自激，自激励Self-resonating 自振，自谐振Shear layer 剪切层Shear zone 剪切区Shut-off valve 截流阀，关闭阀Silicon carbide 碳化硅Silicon dioxide 二氧化硅Single phase jet 单相射流Sluice 冲洗Slurry 泥浆，浆液Specific kerf energy 切割比能Splattering 溅水，飞溅Stagnation pressure 滞止压力Standoff distance 喷距Steady jet 稳定射流Submerged jet 淹没射流Surface finish 表面光洁度Surface roughness 表面粗糙度Surface waveness 表面波度Surge pressure 激动压力Swelling 膨胀，增大Swirling jet 旋转射流TTraverse rate 移动速率Traverse speed 移动速度Tungsten carbide 碳化钨Turbulent flow 紊流UUnloading valve 卸荷阀Unsteady jet 不稳定射流VValve 阀，阀门Velocity coefficient 流速系数Venturi tube 文丘里管Vickers hardness 维式硬度Viscosity 粘度WWall jet 壁面射流Water blasting 水力喷射Water jet 水射流Water hammer 水锤，水击Water-only jet 水射流Water permeability 透水性Wear 磨损Well boring 钻孔，扩孔Workpiece 工件，试件。
水射流基本理论讲解课件
目录
• 水射流概述 • 水射流形成机制 • 水射流动力学特性 • 水射流切割性能 • 水射流清洗性能 • 水射流案例分析
01
水射流概述
水射流定义
01
02
03
高速水流
水射流是以水为工作介质 ，通过加压设备或重力作 用，形成高速水流。
连续或脉冲
水射流可以是连续的水流 ，也可以是脉冲的水流， 这取决于使用的喷嘴类型 和操作条件。
水射流切割应用
工业制造
水射流切割广泛应用于汽车、航 空航天、船舶、电子等工业制造 领域，用于切割金属、非金属、
复合材料等各类材料。
建筑行业
水射流切割可用于混凝土、岩石等 建筑材料的切割，具有切割精度高 、损伤小等优点。
医疗领域
水射流切割在医疗领域也有广泛应 用，如手术中的组织切割、牙齿治 疗中的龋齿去除等。
水射流形成原理
液体压力与流量关系
当液体受到压力时，它会形成一条直 线射流。压力越大，射流越快，流量 也越大。
射流的形成与扩散
当液体的压力足够大时，它会以极快 的速度向外扩散，形成射流。随着射 流扩散，压力逐渐降低，速度也逐渐 减慢。
水射流形成过程
喷嘴设计
喷嘴是形成水射流的关键部件。 根据不同的需要，喷嘴可以有不 同的形状和尺寸。
2. 机身表面清洗：水射 流可用于飞机和航天器 机身表面的清洗，去除 附着的尘埃和污垢，提 高飞行器的气动性能。
3. 流体动力学研究：水 射流在航空航天领域中 还被用于流体动力学研 究，以了解流体与飞行 器表面的相互作用。
水射流在环保领域中的应用案例
总结词：水射流在环 保领域中应用广泛， 能够有效地处理环境 污染问题，提高环境 质量。
水射流名词解释
1.Abrasive jet磨料射流：将一定数量的磨料(如碳化硅、石榴子石、金刚砂以及石英砂等砂类)，与高压水互相混合而形成的液固两相射流。
A certain amount of abrasive (such as silicon carbide, garnet, emery and quartz sand and sand), with high-pressure water mixed with each other to form a liquid-solid two-phase jet.2 Abrasive suspension jet磨料浆体射流：预先将磨料、各种添加剂与水配成为浆体，利用高压泵增压，通过喷嘴形成磨料浆体射流，这种射流属非牛顿流体。
Pre-abrasive, various additives and water with a paste using high pressure booster pump, through the the nozzle formation of abrasive slurry jet, this jet is a non-Newtonian fluid.3.Cavitation空化:一般把液体内部局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭过程，称为空化。
Generally reduce the partial pressure of the liquid inside, inside the liquid or liquid-solid surface at the junction of vapors or gases hole (cavity) formation, development and collapse process called cavitation.4.Cavitation erosion空蚀，汽蚀：由于空泡溃灭过程发生于瞬间(微秒级)，因而在局部产生极高的瞬时压力，当溃灭发生在固体表面附近时，水流中不断溃灭的空泡所产生的极高压力引起的反复冲击作用，使固体表面产生破坏，这种现象称为空化冲蚀，简称空蚀。
射流定义、分类和应用
若射流进入一个无限空间，完全不受固体边界限制，称为自由射流或无限空间射流；
若进入一个有限空间，射流多少要受固体边界限制，称为非自由射流或有限空间射 流。
4 按射流出流后继续运动的动力，可分为动量射流（简称射流）、浮 力羽流（简称羽流）和浮力射流（简称浮射流）。 从喷口流出的流体与周围的受纳流体物理性质相同，射流形成主 要是喷口处初始动量的作用，这样的射流出口流速、动量较大，出流 后继续运动的动力来自动量，这类射流就叫做纯射流或动量射流（简 称为射流） 若射流形成是喷口处流体与受纳流体的密度差产生浮力的作用， 这类射流就叫做卷流或羽流。如流体局部受热而与周围冷流体形成密 度差，在浮力的作用下形成的流动就是卷流。（射流出口流速、动量
转折截面 外边界
内边界
极点
扩散角 (极角) 核心收缩角
射流在形成稳定的流动形态后，整个射流可分为以下几个区域：由管嘴出口
开始，向内、外扩展的掺混区域，称为射流边界层； 它的外边界与静止流体相接触，内边界与射流的核心区相接触。（显然，射 流边界层从出口开始沿射程不断的向外扩散，带动周围介质进入边界层，同时 向射流中心扩展，至某一距离处，边界层扩展到射流轴心线，核心区消失，射 流这一断面称为过渡断面或转折断面。） 射流的中心部分，未受掺混的影响，仍保持为原出口速度的区域，称为射流
射
流
报告人：李文珂 报告时间：2013.10.10
1
射流的概念
2
射流分类
3 射流结构和特性 4 射流的应用 5 几种射流发生器
1.射流的概念
射流（jet）：指流体从管口、孔口、狭缝射出，或靠机械推动， 并同周围流体掺混的一股流体流动。
液体射流（水射流切割） 车）
气体射流（射流消防
旋转水射流
所谓旋转射流是指在射流喷嘴不旋转的条件下产生的具有三维速度的、射流质点沿螺旋线轨迹运动而形成的扩散式射流，也称之为旋动射流。
这种射流与常规的普通圆射流的主要不同点在于其外形呈明显扩张的喇叭状，具有较强的扩散能力和卷吸周围介质参与流动的能力，并能够形成较大的冲击面积，产生良好的雾化效果。
旋转射流作为一种特殊射流，早已被用于工农业生产中。
喷洒农药的雾化器就是一个典型实例，液体农药通过管道被压到一个装有旋流片的雾化器中，使农药液流产生高速旋转，并喷出雾化器，达到雾化农药的目的。
工程技术中常常利用旋风原理来组织燃烧炉中的燃烧过程，如旋风燃烧室、旋风预燃室等。
因为燃料的燃烧过程可分为三个基本阶段：燃料与助燃空气的混合、燃料与空气的混合物升温到藉火温度，以及燃烧反应过程。
燃烧反应过程也就是燃料和空气中氧气之间进行的氧化过程，这个阶段实际上是瞬间完成的。
而前两个阶段则需要较长的时间。
因此，组织混合的过程决定着整个燃烧过程和火焰的特性，从而决定着炉膛内的温度分布和对工艺要求的适应程度。
在旋风燃室或顶燃室中，由于旋转射流能使流体质点以较高的速度旋转前进，形成扩散，产生一定程度的雾化，并且在强旋射流的内部形成一个回流区．旋转射流不但从射流外侧卷吸周围介质，而且还从回流区中卷吸介质，故它有较好的“抽气”能力，使大量的高温烟气回流到火炬根部，使燃料与空气充分掺混，提高温度和浓度的均匀分布程度，保证燃料顺利着火和火炬稳定燃烧，提高燃烧效率。
另外，在石油钻并工程中使用的固控设备(如除砂器、除泥器、离心机等)，也是利用旋转流体的离心力原理将流体中的因相颗粒进行分离清除，以保持洗井浓的性能，满足钻井过程中的安全快速钻进之需要，旋转射流的流动见图所示。
通常用圆柱坐标来描述旋转射流的运动，将射流各质点的流速分解为三个分量：轴向流速u，径向流速和切向流速，这三个流速分量的时均流场和脉动流场就可表示旋转射流的运动状态。
vw旋转射流的旋动程度，简称旋度(或称旋流数)，是区别于一般射流的一个重要运动参数。
水射流发展过程
水射流发展过程
水射流是一种通过将水加速并喷射出来产生高速水流的工艺。
随着技术的进步和应用的不断发展，水射流技术经历了以下几个主要的发展过程：
1.早期水射流应用（1950s-1960s）：最早水射流技术的应用
可以追溯到20世纪50年代和60年代。
当时主要用于矿山和采石场的岩石切割，通过将高压水喷射到岩石表面，利用水流的高速和压力来破碎和切割岩石。
2.高压水射流应用（1970s-1980s）：在20世纪70年代和80
年代，高压水射流技术得到了更广泛的应用。
通过增加水射流的压力和速度，可以提高它的切割和清洗效果。
这种技术开始应用于各种切割、清洗和除锈等领域，如航空航天、汽车制造、建筑和卫生等。
3.综合水射流技术（1990s-2000s）：随着计算机控制技术和
自动化系统的发展，水射流技术得到了进一步的发展和应用。
自动化控制系统使得水射流操作更加精确和可靠，能够实现复杂的切割、清洗和表面处理等任务。
还出现了一些新的水射流设备和技术，如水射流切割机、水射流清洗机和水射流加工中心等。
4.现代水射流技术（2010s至今）：近年来，水射流技术得到
了更多领域的应用。
除了传统的切割和清洗，水射流技术还被广泛应用于喷涂、加工、模具孔洞加工、水压心脏支
架制造等领域。
高速水射流技术在航空航天、船舶建造和
冶金等行业也得到了广泛应用。
总体来说，水射流技术在不同领域的应用不断发展和演变，从最早的岩石切割到现代的多功能应用，使得水射流成为一种高效、环保的工艺技术。
随着科学技术的进步和创新的不断推动，我们可以期待水射流技术的更广泛和深入的应用。
水射流技术
3. 水射流分类
（1）纯水射线流 （2）添加不同溶液的水射线流 （3）利用气蚀现象的水射线流 （4）非稳定水射线流 （5）脉冲水射线流 （6）气体保护层水射线流 （7）与机加工复合的水射线流
3. 1 磨料水射流
高压纯水射流用来切割 钢材和混凝土7001000MP的压力而在压 力较低的条件下磨料 射流就可以顺利完成切 割，把水射流对靶料的 切割变成磨料粒子对靶 体的高频冲击和磨削作 用，大大提高了水射 流的品质和工作效率
水射流加工技术
姓名：Sunny 学号：****** 班级：机制3班
1. 水射流加工简介
水射流技术又称水刀，水切割技术， 是真正的冷切割。它是将普通水经过 压力系统增压后所产生的高能量水流 通过一个极细的沙管喷嘴，以每秒近 千米的速度喷射出水流进行切割，这 种切割方式被称为水切割。由于其独 特的加工工艺性特点，近几十年来， 发展相当迅速。
（三） 水射流的其它应用领域 （1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ空化水射流降解水中的有机污染物 （2）射流-气举式水下采矿，挖掘技术 （3）水射流超细粉碎 （4）建筑混凝土水铣技术 （5）石油工程中的应用
水射流技术未来的发展
高压水射流技术正向着高效，多功能， 智能化，精细化方向发展，研究和开发数 字化的机电一体化水射流装备前景一片光 明，其研究成果将逐步形成系列产品，将 在国民经济的各个部门发挥重要作用。
3. 2 空化水射流
空化纯水射流是指在从 喷嘴喷出来的水射流内 人为的诱发空泡初生， 适度的控制喷嘴截面与 靶物表面间的距离，使 空泡在运动过程中长大， 并使空泡在水射流冲击 靶物表面的滞止压力作 用下浸灭，其清洗和切 割效果大大优于普通水 射流
4.水射流发生原理
5. 水射流加工特点
水射流技术
水射流技术水射流技术是一种广泛应用于工业领域的先进加工技术。
它利用高速喷射的水流来切割、清洗、打磨和表面处理材料，具有精度高、环保、高效等优点，被广泛应用于金属、玻璃、陶瓷、石材等材料的加工处理中。
水射流技术最早由美国东北大学的教授Norman Franz于1950年代末开始研究探索，并于1968年获得水射流切割专利。
自那时以来，水射流技术在不断改进和演化，成为现代工业生产中一种重要的加工工艺。
水射流技术的原理是利用高压水泵将水加压到极高的压力，经过特殊设计的喷嘴以高速形式喷射出来。
喷射出的高速水流可以通过调整喷嘴的直径和压力来控制水射流的速度和强度。
在加工过程中，水射流会与待加工材料发生冲击和摩擦作用，从而实现切割、清洗和打磨等不同的加工效果。
水射流技术的加工精度非常高，可以实现微米级的切割和加工。
这得益于水射流速度快、喷头精细和不同颗粒大小的磨料的使用。
在切割方面，水射流可以实现完全无接触的加工，无需刀具接触材料表面，因此可以避免材料变形和刀具磨损等问题。
另外，水射流技术还可以在加工过程中加入磨料，进一步增强切割能力，适用于切割各种硬度的材料。
除了切割，水射流技术还可以应用于清洗。
喷射出的高速水流具有较强的冲击力和清洗能力，可以去除材料表面的污垢和附着物，达到清洁的效果。
这种清洗方式无需使用化学清洗剂，对环境无污染，因此被广泛应用于食品加工、医疗器械清洗等领域。
水射流技术还可以用于打磨和表面处理。
通过调整水射流的喷射速度和使用不同颗粒大小的磨料，可以实现对材料表面的去除、平整和抛光等加工效果。
相比传统的磨削和抛光方式，水射流技术具有无尘、无振动等优点，对材料表面的损伤较小，并且可以实现多种细致的加工效果。
水射流技术已经成为众多工业领域的重要加工工艺，例如航空航天、汽车制造、电子设备、建筑材料等。
在航空航天领域，水射流技术可以用于对复杂形状零件的切割和加工；在汽车制造中，水射流技术可以应用于车身板材的切割和表面处理；在电子设备中，水射流技术可以用于印刷电路板的切割和细致加工。
水射流原理
水射流原理水射流是指通过高速喷射水流来实现一定的工作效果的技术。
它是将水经过高压泵加压后，通过喷嘴形成高速射流，利用射流的冲击力和剪切力来完成各种工作。
这种技术广泛应用于清洗、切割、冷却、喷涂等领域。
一、水射流的原理水射流的原理主要基于两个基本物理现象：压力能转化为动能和冲击力。
当水经过高压泵加压后，其内部的压力增大，具有一定的动能。
当水流通过喷嘴时，由于喷嘴的形状和尺寸的改变，水流的速度会发生变化，进一步增大其动能。
这样形成的高速水射流，具有很大的冲击力和剪切力。
二、水射流的应用1. 清洗：水射流技术在清洗领域有着广泛的应用。
通过高速水射流的冲击力和剪切力，可以有效地清除各种表面附着物，如污垢、油渍、涂层等。
因此，在工业设备清洗、建筑物清洗、道路清洗等方面都可以看到水射流的身影。
2. 切割：利用水射流的高速冲击力和剪切力，可以实现对各种材料的切割。
与传统的机械切割方法相比，水射流切割不会产生热影响区，不会引起材料的变形或变质。
因此，水射流切割在一些对材料要求较高的领域有着广泛的应用，如航空航天、冶金、电子等。
3. 冷却：水射流技术可以通过喷射水流的方式，实现对物体的冷却。
通过高速喷射的水流，可以将热量迅速带走，降低物体的温度。
这种冷却方式在一些高温工艺中非常重要，如钢铁冶炼、玻璃生产等。
4. 喷涂：水射流技术可以通过喷射水流的方式，实现对物体的喷涂。
通过调节水射流的形状和喷射角度，可以将涂料均匀地喷涂在物体表面上。
这种喷涂方式在汽车喷涂、建筑涂料等领域有着广泛的应用。
三、水射流技术的优势1. 高效节能：水射流技术在工作时只需要消耗一定的能量来驱动高压泵，相比于传统的机械设备，其能效更高，能耗更低。
2. 环境友好：水射流技术不会产生有害气体或粉尘，对环境没有污染，符合环保要求。
3. 安全可靠：水射流技术在工作过程中不需要接触物体，减少了操作人员的安全风险。
4. 多功能：水射流技术可以根据不同的需求，通过调整喷嘴形状、尺寸和水流参数等来实现不同的工作效果，具有很大的灵活性和适应性。
环境水力学-射流、羽流及浮射流
– 式中，u为射流的特征流速， L为特征长度，
ρ为射流密度, ρa为环境流体密度。
– 密度佛汝德数Fd反映了作用于射流的惯性力与 浮力之比。当Fd很大时，表明射流是由动量起 支配作用，当Fd很小时，则由浮力起支配作用。 若以当Fd0代表射流出口处密度佛汝德数，显然， 是由动量起支配作用，当Fd0 →0时，属于浮力 羽流。若Fd0 →∞，浮力作用趋于零，为纯射流。 若Fd0处于两者之间则为浮射流。
– 3.到达湖面时的平均稀释度
S0.6 2 (x)1 20.6 2 (12 )1 2 06.8
B
19.12.2021
27
例题2
• 某排污管将生活污水排至湖泊，其出口为直径0.2 米的圆形喷口，污水出流方向垂直向上，初始射流 流速u0=4.0米/秒，出口平面位于湖面下24米，排泄 污水浓度为1200ppm，设污水与湖水密度基本相同， 试求到达湖面时的最大流速、最大浓度及平均稀释 度。
• 实际的扩散质排放出流是介于纯射流和纯羽 流之间，其密度佛汝德数Fd为有限值，这种 浮射流在排放口附近动量的影响占优势，而 在远离排放口的地方，出流的动能已经耗散， 于是完全混合的水流就像纯羽流一样了。
– 这里密度佛汝德数Fd定义为
Fd
u
a gL
19.12.2021
静水中平面浮射流紊动扩散
dxcos,dysin
ds
ds
19.12.2021
24
静止均质环境中羽流主要特性表
参数
断面上最大流速um 断面上最大浓度Cm 单位起始浮力通量B0 任意断面体积流量Q 羽流半宽度b 浓度分布与速度分布宽 度比λ 卷吸系数α
单位动量通量M
二维平面羽流
um 2.05B013
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水射流常用术语词汇表
A
Abrasion 磨耗，磨损Abrasive 磨料Abrasive jet 磨料射流Abrasive nozzle 磨料喷嘴Abrasive particle 磨料颗粒Abrasive suspension jet 磨料浆体射流Advanced ceramics 高级陶瓷
Air jet 空气射流Autoclave 蒸压器，高压釜
B
Back thrust 后推力，后座力Blasting 喷射Borehole 扩孔，孔眼Breaking 破裂，碎裂Brinell hardness 布式硬度Brittle material 脆性材料
Bur 毛刺，鳞片
C
Cannon 炮，短粗管Carbon dioxide 二氧化碳Cavitation 空化Cavitation erosion 空蚀，汽蚀Cavitating jet 空化射流Centrifugal pump 离心泵Chemical erosion 化学冲蚀Check valve 单向阀Chipping 碎片，碎屑Cleaning 清洗，清净CMC 羧甲基纤维素Coal mining 采煤，采矿Coating removal 涂层清除Composite 复合物，复合材料Compressive strength 抗压强度Concrete 混凝石，混凝土Continuous jet 连续射流Contraction 收缩
Control valve 控制阀Culmination 顶点，极点
Cut 切割，切削Cutting 切割，切屑
D
Deburring 去毛刺，除鳞Decommissioning 拆除Decontamination 净化，清除Descaling 除垢，除锈Discharge 排出，排量Discharge coefficient 流量系数Dismantling 拆卸，拆除Disposal 处理，废弃Drilling 钻进，钻孔Droplet impact 液滴冲击Ductile material 塑(韧)性材料Dump valve 卸荷阀，切断阀Dwell time 停滞时间Dynamic pressure 动压力
E
EDM machining 点火花加工Elasto-plastic method 弹塑性方法
Electro-chemical cutting 电化学切割Erosion 冲蚀，腐蚀Erosion rate 冲蚀速度Erosion resistance 冲蚀阻力Erosion volume 冲蚀体积Excavation 挖掘，开凿Exit diameter 出口直径Exposure time 冲击时间Extrusion 冲击
F
Feed pipe 供给管，来流管Feeding rate 进给速度Flexible hose 柔性管，软管Flow 流动
Flow modulation 流动调制Flow rate 流量，排量Fluid jet 流体射流
Foot gun 脚踏枪
Foot valve 脚踏阀
Free jet 自由射流
G
Garnet 石榴石，拓榴石Gas jet 气体射流Gate valve 滑阀，闸阀Granite 花岗石
H
Half-initial pressure 半衰压力Hand gun 手持枪Hardness 硬度
High pressure water jet 高压水射流Hose 软管，胶管Hydraulic mining 水力开采Hydraulic power 水功率
I
Impact angle 冲击角Impact pressure 冲击压力Impinging jet 冲击射流Industrial cleaning 工业清洗Injection 喷射，注射Inlet angle 入口角度Intensifier 增压器Interrupted jet 间断射流
J
Jet 射流，喷射Jet cleaning 射流清洗Jet cutting 射流切割Jet machining 射流加工Jet milling 射流研磨Jet nozzle 射流喷嘴Jet pump 射流泵Jet thrust 射流推力Jetting 喷射，射流Jet turning 射流车削Jet velocity 射流速度
K
Kerf 切割，切缝Kerf depth 切槽深度Kerf width 切槽宽度Kerf volume 切口体积
L
Laminar flow 层流Lance 喷枪，喷管Lbs = pounds 磅
Lift valve 升阀Limestone 石灰石
M
Machinability 加工性Marble 大理石
Mesh 网，筛，目Microcrack 微裂隙，微裂缝Micro-flaking 微剥落Microjet 微射流
Mixing chamber 混合腔
Mixing tube 混合管，混砂管Mud 泥浆
Multi-phase jet 多相射流
N
Needle valve 针型阀Newtonian fluid 牛顿液体
Non-Newtonian fluid 非牛顿液体Nozzle exit 喷嘴出口Nozzle geometry 喷嘴形状Nozzle shape 喷嘴形状Nozzle structure 喷嘴结构
O
On-off valve 开关阀，启闭阀Orifice 孔口，孔板Oscillation 振荡，振动Organ-pipe 风琴管
P
PAM (polyarylamide) 聚丙烯酰胺Peeling 剥离Penetration 穿透，钻进Percussive 振动
Piston pump 活塞泵Plunger pump 柱塞泵Poiseuille flow 波松流动Polymer 聚合物
Pore water 孔隙水
Pore water pressure 孔隙压力Positive displacement pump 排液泵，变容泵Potential core 等速核Pressure fluctuation 压力振动Pressure gauge 压力计，压力表Pressure intensifier 增压器Pressure pulsation 压力脉动Pressure vessel 压力容器Pulsed jet 脉冲射流
R
Relief valve 卸荷阀，安全阀Removal 清除，去除Resonating 谐振，共振Rock pressure 岩石压力Rotary head 旋转头
Rotary nozzle 旋转喷嘴Rotating jet 旋转射流
S
Safety valve 安全阀
Sand pump 砂泵
Sand stone 砂岩Sapphire 蓝宝石
Scale 尺度，垢Self-excited 自激，自激励Self-resonating 自振，自谐振Shear layer 剪切层Shear zone 剪切区
Shut-off valve 截流阀，关闭阀Silicon carbide 碳化硅Silicon dioxide 二氧化硅Single phase jet 单相射流Sluice 冲洗
Slurry 泥浆，浆液Specific kerf energy 切割比能Splattering 溅水，飞溅Stagnation pressure 滞止压力Standoff distance 喷距Steady jet 稳定射流Submerged jet 淹没射流Surface finish 表面光洁度Surface roughness 表面粗糙度Surface waveness 表面波度Surge pressure 激动压力Swelling 膨胀，增大Swirling jet 旋转射流
T
Traverse rate 移动速率Traverse speed 移动速度Tungsten carbide 碳化钨Turbulent flow 紊流
U
Unloading valve 卸荷阀Unsteady jet 不稳定射流
V
Valve 阀，阀门Velocity coefficient 流速系数Venturi tube 文丘里管Vickers hardness 维式硬度Viscosity 粘度
W
Wall jet 壁面射流Water blasting 水力喷射Water jet 水射流Water hammer 水锤，水击Water-only jet 水射流Water permeability 透水性Wear 磨损
Well boring 钻孔，扩孔Workpiece 工件，试件。