使用对清洗对象进行清洗时,通常对操作的环境有具体的要求。那么,这些具体的要求都包括哪些呢?下面我们就来具体介绍一下。
使用高压清洗机进行清洗作业时,必须有一个安全卫生的操作环境,才有利于清洗作业的顺利进行。在清洗作业时,要坚决杜绝由于使用剧毒产品而引起的皮肤中毒现象的产生,或者由于操作不当而引起的有害蒸汽进入人的呼吸道而导致人身伤害。这就对清洗的操作环境提出了具体的要求,当我们清洗有害物质时,作业环境一定要通风,尽量不要在密闭的环境下进行作业,以免有害物质经过呼吸道进入人体,对人体造成不必要的伤害。我们的高压清洗机操作人员在进行清洗作业时,对**溶剂的中毒现象要有严格的防范措施,才能达到安全作业的具体要求。
通过上面的简单介绍,我们可以看出,清洗环境的好坏,会对清洗结果造成直接的影响。因此,当我们进行清洗作业时,一定要把清洗环境的要求放在重要位置来进行审视和安排,我们的清洗工作才能得到顺利的开展。
使用进行高压水射流清洗后,我们最后都想知道清洗的效果究竟怎么样?这就需要检验,那么,如何检验高压清洗机清洗后的清洗效果呢?方法有如下几种,它们分别是:
(一)随机抽样法
这种检测方法适合于清洗对象比较烦多的情况下,由于时间的关系,我们不能对清洗对象进行一一的检测,这个时候我们往往需要随机抽取出个别清洗对象来进行检测,由它的检验结果来判定所有清洗对象的洁净程度。使用此种方法需要注意的是,要选取一定的检测数量才能较准确地反映整体情况。
(二)以污染较严重的部位作为检验标准来进行测定
当我们使用这种方法来进行检测时,如果污染较严重的部位,其洁净程度已达到要求,那么,其他污染程度不严重的部位其清洗效果一般都能够达到洁净程度的要求。
(三)对特定污垢进行专门检测
这种检测方法就是选择影响较大的污垢进行测定。一般的机械部件进行脱脂清洗适合选用此种方法,此时的检测重点是油性污垢而不用对其他污垢再进行具体的检测。这种检测方法同样能够检验出清洗对象的洁净程度。
通过上面的介绍,我们可以看出检测高压清洗机清洗效果的方法有很多,我们要根据具体情况来科学的选择检测方法。
4.2.2旋转喷头
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,其特点在于外形里明显扩张的喇叭状,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,常用于清洗直径较大的管道内壁。
(1)自旋式喷头??在喷头上布2个(或2个以上)不同倾角的喷嘴,利用射流产生的旋转力矩使喷头上的回转接头高速旋转,带动喷嘴同时旋转并在管道内作直线运动,这种自旋方式的缺点在于要损失相当一部分高压水能量,且旋转、送进速度很难控制、匹配,被清洗表面也易形成螺旋状残留物,如图4.9所示。
(2)外旋式喷头??外旋式喷头靠机械或液压马达带动喷杆或软管(连着喷头)旋转并送进,但此类喷头结构复杂、笨重,价格昂贵,喷杆或软软管易损环。
1—控制阀;2—旋转喷头;3—喷头总成;4—齿轮箱;
5—气动马达;6—旋转速度控制阀
图4.9?自旋式喷头
4.3新型喷嘴、喷头
根据喷嘴结构对射流流场的影响,提出了一种新型的喷嘴结构,并且针对油田现场使用的喷头结构,通过改变喷嘴的安装位置以及改变喷头的结构提出了两种新型喷头结构,为便于表述,把油田中常用的喷头记作1号喷头,把两种新型喷头结构分别记作为2号和3号喷头。
新型喷嘴的结构为如图4.10所示:
?
图4.10?新型喷嘴结构
油田中常用喷头1号喷头结构所图4-12所示:
??????
图4-12?新型喷头结构
根据1号喷头提出的两种新型喷头2号和3号喷头,其结构如图4.11与图4.12所示:
2号喷头:
??
图4.11?二号喷头结构
3号喷头:
????
图4.12?三号喷头结构
五、喷嘴结构对射流流场的影响
5.1淹没射流基本结构模拟仿真
1、模型的建立与计算
计算区域为喷嘴内外流场,为方便计算,考虑到射流流场的对称性,计算域取流场的一半,采用二维轴对称模型,采用结构网格对整个计算域进行网格划分,并对喷嘴出口处进行网格加密。如图5.1(a)所示。
计算域入口:采用速度入口条件(velocity?inlet),假定速度均匀分布,。
计算域出口:采用压力出口条件(pressure?outlet),即在出口截面上给定环境压力。
计算域下边界:采用周对称条件(symmetry)
固壁:采用无滑移绝热固壁条件(wall)
材料设置:从标准材料库中选择,水密度为,粘度为。
2、流场仿真及结果处理
对喷嘴出口直径2mm,出口速度为100m/s的淹没纯水射流流场进行了数值模拟,图5.2(b)是迭代次数达到87次时的迭代结果,此时计算收敛。
使用高压清洗机进行清洗时究竟该如何确定工作压力的大小才是较为科学合适的呢?下面我们就来介绍一下这一方面的内容。
使用高压清洗机进行清洗工作时,我们不能错误地认为将高压清洗机压力调得越高,其清洗效果越好。通常而言采用的压力越高,对元件的性能和装置的密封性的要求,也会要求相应地提高,那么,这样一来,就会导致成本提高,由此可见,高压水射流清洗时,并不是把压力调得越高越好。除此之外,压力一旦过高,当射流喷到清洗对象表面之后,就很有可能导致水花四溅,结果对清洗工作造成不利现象,这样一来,就会抵消了水压的作用,还可能使水雾化,结果造成清洗效率不但降低,而且清洗效果也不是太理想。
从上面的分析,我们可以看出,高压水射流清洗时,所需的压力,应根据工作的具体要求和清洗对象表面污垢的性质及清垢程度来综合考虑,所需压力的大小,才是较为科学合理的。现如今,高压水射流清洗时,所需的压力大小的确定,常常使用的方法是实验法和类比法两种。
6.?1.1.1标准模型
在湍动能k方程基础上,引入一个关于湍动能耗散率的方程,便形成了双方程模型,称为标准方程(Standard?model)。该模型是由Launder和Spalding在1972年提出的,主要是基于湍流动能和耗散率,其中k方程是精确方程,方程是由经验公式导出的方程。在模型中,表示湍动能耗散率的被定义为:
湍动粘度可表示为的函数即:
式中,为经验常数。
标准模型中,k和作为两个基本未知量,与之相对应的输运方程是:
????????????(6-3)??(6-4)
其中,和是与湍动能k和湍流耗散率对应的Prandtl数,、和是经验常数,而则是由平均速度梯度引起的湍动能的产生项,定义如下:
??????????????????????(6-5)
标准模型中,模型常数、、、、取如下值:
=1.44,=1.92,=0.09,=1.0,=1.3
模型的基本形式较为简单,能成功预测许多剪切层型水流和回流,并且能较真实的描述许多流动的物理过程,有较好的通用性和精度,而且不需要太大的计算量,因此在湍流的工程计算中被广泛的应用。
对于标准模型的适用性,有如下几点说明:
(1)模型中有关经验系数主要是依据试验结果确定,虽然这些值有较广泛的适用性,但是针对特定的问题,还需要在计算的过程中寻找更合理的取值。
(2)模型是针对湍流充分发展的湍流流动建立的,是一种针对高数的湍流计算模型。而近壁面区内的流动,湍流的发展并不充分,湍流脉动影响可能不如分子粘性影响大,在更贴近壁面的底层处,流动可能处于层流,这时就必须要采用特殊的处理方式,来解决低数时的流动计算及近壁面区的流动计算问题。常用的解决方法有壁面函数法和低数的模型。
(3)模型中假定涡粘系数是各向同性的标量,但是在弯曲流线的情况下,湍流是各向异性的,涡粘系数应是各向异性的张量。为弥补标准模型的缺陷,提出了对标准模型的修正方案,即RNG?模型。
6.1.1.2?RNG模型?
RNG模型是由Yakhot及Orszag等人提出的,该模型中的RNG是英文“Renormalization?Group”的缩写,是在模型的基础上发展出的一种改进的模型。其基本思想是视湍流为受随机力驱动的输运过程,再通过频谱分析消去其中的小尺度涡,并将其影响归并到涡粘性中,以得到所需尺度上的输运方程。在高雷诺数时,RNG模型与标准模型具有相同的形式,只不过在方程中出现了一个附加生成项,当流动快速畸变时,这一项显着增大,RNG?模型中k和的输运方程分别为:
???????????(6-6)
?(6-7)
式中:
=+
=
??
与标准模型相比,RNG模型存在以下改进:
(1)RNG模型中的系数由理论公式计算得出,而不是依靠经验来确定,其适用性更强。
(2)通过修正湍动粘度,考虑了平均流动中的旋转及旋流流动情况,可以更好地处理高应变率及流线弯曲程度较大地流动,提高了计算精度。
(3)在方程中增加了新的应变项,反映了主流的时均应变率对湍流耗散率的影响。
(4)RNG理论提供了一个考虑低雷诺数流动粘性的解析公式,具有更高的可信度和精度。
通过对比模型和RNG模型的特点,由于RNG模型具有严格统计分析得到的系数和有效粘度的微分格式特点,使其在广泛流动范围内比标准模型精确,并且RNG模型在快速应变流计算中也具有一致认可的良好精度。
6.1.1.3?Realizable?模型
Realizable?是一种较新发展起来的湍流模型。与标准相比有两个重要差别:
(1)采用了新的湍流粘度表达式;
(2)对湍流耗散率采用新的传输方程,对涡量脉动输运项采用精确的方程。
Realizable?模型的输运方程为:
??????(6-8)
(6-9)
式(6-9)中:
,,
——平均速度梯度引起的湍动能生成项
-/gjeffe/-
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