国产高压水射流清洗定制

成都海申科技有限公司

       清洗技术与应用

目录

一、前言    3

二、高压水射流清洗技术概述    3

2.1 高压水射流定义    3

2.2高压水射流分类    4

2.3高压水射流在油管清洗中的应用    6

2.4高压水射流清洗技术理论研究    8

三 高压水射流清洗新技术    13

3.1现役高压水系统存在的问题及新系统    13

3.2高压水射流清洗装置的组成与分类    17

3.3高压水装置    19

3.4高压管路    25

四、高压水射流清洗核心元件    28

4.1 喷嘴    28

4.2喷头    30

4.3新型喷嘴、喷头    33

五、喷嘴结构对射流流场的影响    34

5.1淹没射流基本结构模拟仿真    34

5.2喷嘴结构对射流流场的影响    36

六、高压水射流数值模拟    41

6.1湍流模型    41

6.2 原始变量法    46

6.3喷嘴结构优化模拟分析    46

6.4正交试验及结果分析    50

6.5喷头清洗数值模拟研究    59

七、总结    68

参考文献    69

一、前言

高压水射流清洗技术是从20世纪70年代初开始逐渐发展起来的一项高新清洗技术，是高压水射流应用的一个重要方面。它是利用高压水发生设备产生高压水，通过喷嘴将压力转变为高度聚集的水射流动，正向或切向冲击被清洗物表面，从而使一种或多种材料(附着层)从另一种物体(基体)表面脱离下来，达到清洗目的。但是现役高压射流系统还存在能量有效利用率低、系统能量损耗大等问题，则提高清洗作业的有效功率具有重要的意义。

喷嘴是水射流技术应用中获得高能量利用率的关键因素之一，对射流质量有明显的影响。高压水射流清洗是利用从喷嘴射出的具有很大动能的水束使污垢与管壁脱离达到清洗的目的。试验证实，如果喷嘴质量差或耐磨性不够，将引起射流质量恶化，将可能导致射流设备功率大部分都浪费掉。因此成都力锋清洗机股份有限公司研究和优化喷嘴的几何结构，建立喷嘴结构和动力性能之间的关系。 

二、高压水射流清洗技术概述

2.1 高压水射流定义

高压水射流是指通过高压水发生装置将水加压至数十个到上千个大气压以上，再通过具有细小孔径的喷射装置转换为高速的微细“水射流”。这种“水射流”的速度一般都在1倍马赫数以上，具有巨大的打击能量。这种具有高能量、高速度的水流正向或切向冲击物体表面时特产生强烈的作用，从而完成切割、清洗、破碎等操作。将这种高度聚能的水射流用来完成各种清洗作业的技术称为“高压水射流清洗技术”。

水射流在工程应用中的水压通常在数兆帕到数百兆帕之间，通常的压力等级如表2.1所示。

表2.1 水射流压力等级划分

高压水射流应用于清洗操作时，工作压力等级按国际上普通采用的等级划分，通常为：0.5～20MPa为低压；20～70MPa为中压；140～400MPa为高压；400MPa以上为**高压。

工业生产中岗压水射流清洗的常用压力范围在2～35MPa，水的流量一般为20～100L/min。

2.2高压水射流分类

1、按射流特征分类

按射流特征分类大致可分为5种类型射流。即连续射流、脉冲射流、空化射流、旋转射流和磨料射流。

（1）连续射流

连续射流是较普通、较常用的射流形式，连续射流对物料（体）施载开始时有一个短时间的冲击峰值压力，随即是稳定的压力值。连续射流的较大压力值PL的关系式为：

                         (2-1)

式中：PL为射流压力值；

      ρ为射流流体的密度；

      v为射流速度。

（2）脉冲射流

脉冲射流是非连续射流，或称间断（断续）射流，这种射流对物料的施载特点是一个短时的压力峰值，其峰值的持续时间取决于频率。脉冲射流的瞬时压力峰值Pm的关系式为：

                         (2-2)

式中：Pm为射流瞬时压力峰值；

      为射流液体的密度；

      为射流流体的声速，在水中约为1500m/s；

      为射流速度。

（3）空化射流

空化射流是人为地在水射流来流内产生许多空泡，利用这些空泡破裂所产生的强大冲击力来增强射流的作用效果。在等温压缩条件下，空化射流产生的冲击压力Pk与连续射流冲击压力之间的关系式为：