高压水射流技术(课堂PPT)

射流打击力有间接影响
ƒ 高压管长度：对压力降有直接影响，对
射流打击力有间接影响
ƒ 喷嘴的直径：对射流打击力有很大影响
，存在最佳喷嘴直径
ƒ 射流的靶距：对射流打击力有很大影响
，存在最佳靶距
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设备选型时需要考虑的技术问题 影响水射流
清洗机清洗效果的参数分析
ƒ 泵输出压力：与射流打击力成线性关系
ƒ 泵输出流量：与射流打击力有较大影响
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对于重油垢、干涸的油脂垢、沥青垢的清洗；
北方地区冬天设备、管道的解 冻，应选用蒸
气清洗机。因为145℃的高温蒸气足以将重油
垢、干涸的油脂 垢、沥青垢彻底融化，大大
提高其流动性，降低附着力，然后依靠
24kg/cm2 的高压将其自基体表面冲刷下来。
ƒ 对于极难清洗的热交换器散热管内的坚
硬水垢、锅炉内的水垢，应选用压力 为
水射流的冲击力为机械力，热力可以用加热高压水的方法 得到。机械力、热力
与化学力的综合作用即水基清洗。清洗剂以其润湿、渗透 、乳化、分散泡沫作用 而具有极强的清洗作用。
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以清洗油污为例，油污用不加清洗剂的低压水难以清洗，
一是由于油污与基体之间有粘接力；二是油和水之间存在 着表面张力。清洗剂的润 湿、渗透作用，降低了粘接力； 分散作用使油污中的碳粉、灰尘、金属细粉末形成 的结
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压力：Mpa流量:L/min 泵输出功率=压力*流量/60（kW） 配套电机功率=压力*流量/50 （kW ） 配套发动机功率=压力*流量/39 （ kW） 配套发电机功率=3倍电机功率 （kW
实验结果，达到最大打击力的最佳靶距在100倍喷嘴直径
左右。
打击力 E=(mv2)/2
100倍
靶距
压力分级
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高压水射流清洗工作压力选择十分重要，既要考虑在除掉 附着物同时不损伤基
体表面，还要考虑清洗压力对射流特性的影响，因此驱动 压力等级是设计任何水射 流工艺系统的主要参数，下面 的水射流压力等级是世界水射流界普遍认可的划分方 法。 低压 0.5-20 Mpa 中压 20-70 MPa 高压 70-140 MPa 超高压 140 MPa以上 机械力、热力、化学力
700kg/cm2的大型高压清洗机。
ƒ 对于一些体积较小、结构复杂、数量繁
多的零部件的油污、油垢的清洗，应 选用零
件清洗机。
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设备选型时需要考虑的技术问题 影响水射流
清洗机清洗效果的参数分析
ƒ 泵输出压力：与射流打击力成线性关系
ƒ 泵输出流量：与射流打击力有较大影响
ƒ 高压管内径：对压力降有直接影响，对
垢分散成许多微粒；清洗剂泡沫作用，能把裹着油垢脱离 物体浮到水表面被射 流冲掉。而热力又加速了上述过程， 十分容易清洗干净。这是物理清洗与化学清洗 联手的典型清洗技术。 高压水射流清洗机的组成
高压发生装置：由电机和高压水泵组成的泵组来产生高压 水。
控制系统：由溢流阀、安全阀、喷枪扳机、电控装置等一 起组成。 执行系统：由喷枪、喷头等组成。 辅助机构： 由水箱、高压软管、框架、走行机构及连接管路等组成。 主要组成部分的作用
喷嘴号数与喷嘴直径的关系
ห้องสมุดไป่ตู้
高压胶管与压力损失的关系
Δ p=59. 7 q 2
压力损失（MPa/m）, q:流量（l/min）
D5 R0 . 25E
d: 胶管内径（mm）, Re:雷诺数
10 15 20 25 30 35 40
6 0.065734 0.133644 0.221103 0.326728
0.449525 0.588722 0.743697
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高压泵
6
喷枪和喷头
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高压软管
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加热装置一般采用燃油加热和电加热两种形式，高 压水流过盘管时被加热到 所需的温度。 根据被清洗对象结垢性质来选择，一般灰尘或较软的污垢 选用小型冷水型， 油污油垢要选用热水和蒸汽型，坚硬的锅炉垢、水垢要选 用大型高压清洗机，具体如下： „ 对于地面、车辆外表面等油污、油垢不多的地方的 泥垢、灰垢清洗，选用小型冷 水清洗机。 „ 对于设备零部件上的油污、油垢的清洗及一些工程 机械的油污的清洗，应选用热 水清洗机。因为85℃的热 水可将油污、油垢软化，降低其与基体表面的粘结力，然 后靠高压水射流即可将油污、油垢自基体表面剥离，不用 添加清洗剂即可获得 佳极的清洗效果。
第一章 高压水射流技术
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高压水射流清洗技术的基本概念 水射流的结构
高压水射流在喷嘴出口处有一个锥形等速流核心区，其中 射流轴向动压力
及密度基本保持不变，为水射流的初始段。射流继续发展 的部分为基本段，其 轴心速度与轴心动压有规律地衰减 。最后在消散段水射流与环境介质完全混合 变成水滴与
空气的混合物或雾化。射流各段在工程应用中具有不同的 功能，起 始段适宜于材料切割，基本段适用于清洗、除 锈等，消散部分主要用于降温除 尘、大面积地冲刷。 速度核 初始段 基本段 消散段
8 0.008044 0.027845 0.0672 0.133094
0.232622 0.372971 0.561404
10 7.06E-05 0.00062 0.002897 0.009578
0.025448 0.058135 0.118916
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高压水射流反作用力计算 F:水射流反作用力，N q:工作流量，l/min p:工作压力，MPa 清洗设备的热值输入 柴油的低位发热值：42000千焦耳/千克 柴油的低位发热值：10000千卡/千克 1千克0-100度水吸收的热量：418千焦耳 1千克0-100度蒸汽吸收的热量：2678千焦耳 1千克水的汽化潜热：2260千焦耳 柴油油耗1千克相当于电功率10-11千瓦 清洗设备的功率计算
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射流打击力
水射流打击物体表面的打击力主要体现在射流的压强上，
如果压强大于垢物的抗压强度，则垢物即被破坏。
最佳靶距
水射流对物体表面的作用力不仅与射流密度、速度有关，
而且还与水射流离
该表面的距离有关，这是由于水射流的速度、结构随着其
喷射距离发生变
化，因 此水射流冲击物体的作用力也随喷嘴至物体表面
的距离（靶距）不断变化，根据
ƒ 高压管内径：对压力降有直接影响，对
射流打击力有间接影响
ƒ 高压管长度：对压力降有直接影响，对
射流打击力有间接影响
ƒ 喷嘴的直径：对射流打击力有很大影响
，存在最佳喷嘴直径
ƒ 射流的靶距：对射流打击力有很大影响
，存在最佳靶距
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n:喷嘴效率，1.05-1.1
Nozzle#= q ×4000p
Nozzle: 喷嘴号数 p:压力，psi q:流量， gal/min