随着高压水射流应用领域的日益扩大,如何在标准化的水射流构件基础上合理选择清洗参数以适应不同的清洗对象决定了清洗的质量与效率,因此清洗参数的合理选择是至关重要的共性问题。以下主要介绍高压水射流的分布特性。
高压水射流在清洗应用中一般都会使用非淹没连续水射流。
非淹没连续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称为基本段,最后是消散段,非淹没射流与环境介质完全混合后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。例如清洗、除锈、表面加工等应用的是其基本段的主要特性。
对于高压水射流的清洗应用,压力和流量的选择和匹配是极其重要的。但是在射流的不同靶距和扩散半径上,压力和流量是不同的,所以单纯考虑喷嘴喷出口压力和流量是不正确的。掌握和利用射流压力和流量的分布特性是清洗参数选择与匹配的重要环节。
动压是表征其清洗能力的重要参数,在非淹没连续水射流基本段中,动压的分布特性如下:
1、沿轴线方向,轴心动压有规律的衰减。
轴心动压分布特性 公式(1)
公式(1)中,射流断面轴心上的动压 —射流断面轴心上的动压,MPa;
射流在喷嘴出口处的动压 —射流在喷嘴出口处的动压,MPa;
初始段长度处射流长度 —初始段长度处射流长度,mm;
X —到喷嘴出口的轴向距离,mm。
2、在垂直于轴心的截面上,轴向动压呈高斯曲线关系。
射流断面动压特性 公式(2)
η = y / R 公式(3)
R = C X 公式(4)
公式(2)(3)(4)中,P —射流断面上任意一点的动压,MPa;
射流断面轴心上的动压 —射流断面轴心上的动压,MPa;
η —射流无量纲径向距离;
y —至射流轴线的径向距离;
R —射流断面半径,mm;
C —射流扩散系数,由喷嘴的结构、表面性能等决定。
根据以上轴向、径向动压分布特性公式,可以准确的掌握高压水射流变化规律,但是会受喷嘴结构性能差异的影响,即使在同样的出口压力和流量条件下,动压在量的分布上也有较大的差异。由此可见,喷嘴的选用是重中之重。
此外,射流断面形状与流量分布也是影响清洗效果的重要因素。流量分布表示在喷射宽幅方向其喷射水量分配状态。不同的喷嘴出口形状,可以形成不同的射流断面形状,如扁平行、圆形、环形、方形等,以及不同的流量分布形式,如山形分布、均等分布形式等。
掌握和利用高压水射流的断面形状,动压和流量分布特性意义在于:当平移清洗作业时,射流断面决定清洗作用时间的长短,动压和流量则决定着冲击能量的大小。
日常维护-每次操作之后
1. 冲洗接入清洁剂的软管和过滤器,去除任何洗涤剂的残留物以助于防止腐蚀。
2. 关断连接到高压清洗机上的供水系统。
3. 扣动伺服喷枪杆上的扳机可以将软管里全部压力释放掉。
4. 从高压清洗机上卸下橡胶软管和高压软管。
5. 切断火花塞的连接导线以确保发动机不会启动(适用于发动机型)。
电动型:
将电源开关转到'开'和'关'的位置四到五次,每次1-3秒,以清除泵里的水。这一步骤将有助于保护泵免受损坏。
发动机型:
缓慢地拉动发动机的启动绳5次来清除泵里的水。这一步骤将有助于保护泵免受损坏。
定期维护---每2个月维护一次
1.定期从贮油箱里清除燃料沉淀物将延长发动机的使用寿命和性能。燃料的沉淀物会导致对燃料管道,燃料过滤器和化油器的损坏。
2. 当不使用高压清洗机时用凯驰泵的防护套件(9.558-998.0)来保护你的高压清洗机。泵的防护套间是特别用来保护高压清洗机防止受腐蚀,过早磨损和冻结等。并且要给阀和密封圈涂上润滑剂,防止它们卡住。
电动型:
1. 关闭高压清洗机。
2. 将高压软管和伺服喷枪杆与泵断开连接。
3. 将阀接在泵防护罐上并打开阀。
4. 启动打开清洗机;将罐中所有物质吸入泵里。
5. 关闭清洗机;现在高压清洗机可以直接贮存。
高压水射流油管清洗喷头的关键是密封技术,密封失效不但会浪费水力能量,而且容易造成密封后部轴承的失效,从而影响整个喷头的使用。常见的旋转密封一般为O形圈密封或填料密封,由于水的润滑性差,粘度低,随着使用压力及旋转速度的不断提高,摩擦副极易受损。而高压水间隙密封机构则可以很好地解决这一问题。
间隙密封的机制是在固定件和运动件的接触面设置一个很小的环形间隙,流体在通过这一环形间隙时,由于节流效应产生很大的流阻,从而减少了泄漏。在间隙中流动的流体遵循阻抗流动法则。我们在设计过程中,同时参考迷宫密封原理,在旋转套上加工多道沟槽,进一步耗散流体的能量,增强密封效果。但这种密封机构仍不可避免地存在流体泄漏现象,经研究认为,当泄漏量小于射流流量的10%时密封有效,否则判定为失效。密封部位泄漏量可由下式计算:
密封部位泄漏量计算公式 公式(1)
公式(1)中:q —泄漏量,m3/s;
修正系数 —修正系数;
d —密封面中径,m;
μ —流体动力粘度,Pa?s;
L —密封段长度,m;
h —密封间隙高度,m;
ΔP —密封两端压力差,Pa可由下式近似计算:
密封两端压力计算公式 公式(2)
公式(2)中:λ —阻力系数,与雷诺数有关;
ρ —流体的密度,kg/m3;
等效直径 —等效直径,m可由下式近似计算:
等效直径计算公式 公式(3)
需要指出的是,应合理设计密封段直径和间隙的高度,尽可能减少不必要的泄漏。密封段直径越小,密封间隙就越小,泄漏就越少,但加工手段也会越复杂。同时,考虑装配的灵活性因素,我们认为密封段直径不大于10mm,密封间隙取为0.002~0.005mm是比较合适的。心轴上的沟槽尺寸暂时没有可用的理论或经验数据,试验后认为(0.5mm×0.5mm)是比较理想