空化射流打擊效果的影響因素

空化射流技術(shù)是將空化作用引入到高壓水射流而形成的一種高壓水射流技術(shù)，同等條件下空化射流更具破碎和切割能力。其原理是通過(guò)控制壓力、流速等參數(shù)使水流束經(jīng)過(guò)空化噴嘴時(shí)產(chǎn)生大量的空化泡，利用空化泡在材料表面的狹小區(qū)域內(nèi)潰滅產(chǎn)生高達(dá)140～170 MPa的微射流沖擊，達(dá)到清理設(shè)施表面附著物和污垢層的目的。實(shí)驗(yàn)表明噴嘴型號(hào)、打擊時(shí)間、入口壓力等都對(duì)打擊效果有不同程度的影響。本文主要分析影響空化射流打擊效果的影響因素。



1、噴嘴對(duì)比

噴嘴型號(hào)主要分為角形噴嘴和錐形噴嘴，角形噴嘴擴(kuò)散段加強(qiáng)了噴嘴出口射流與周?chē)�水的剪切作用，產(chǎn)生更多的空化泡，打擊面成環(huán)狀分布。相同條件下，角形噴嘴的空化射流打擊效果優(yōu)于錐形噴嘴。

2、時(shí)間對(duì)比

在相同噴嘴、壓力和靶距的條件下，打擊時(shí)間5min和10min效果相近，隨著打擊時(shí)間增加，空蝕面積逐漸增大。15min以后，增加打擊時(shí)間效果變化不明顯，所以空化射流打擊過(guò)程中最優(yōu)時(shí)間為5min.

3、壓力對(duì)比

實(shí)驗(yàn)使用角形噴嘴打擊5min，入口壓力為5MPa時(shí)打擊效果不明顯；在10MPa時(shí)，打擊效果最好，為最優(yōu)打擊壓力；15和20MPa時(shí)空蝕點(diǎn)較少。

4、靶距對(duì)比

對(duì)同一噴嘴不同入口壓力條件下的靶距和打擊效果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示入口壓力為10MPa時(shí)，靶距為20d效果最好；入口壓力為15MPa時(shí)，靶距為30d效果最好。



實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜述：對(duì)于一個(gè)固定角形噴嘴存在最優(yōu)打擊時(shí)間為5min；不同入口壓力對(duì)應(yīng)不同的最佳靶距。空化射流中噴嘴的幾何特征對(duì)空化效果的影響很大，角形噴嘴擴(kuò)散段長(zhǎng)度對(duì)空化效果有影響，擴(kuò)散段越長(zhǎng)，空化效果越好，角形噴嘴的空化效果遠(yuǎn)優(yōu)于錐形噴嘴。

具體原理是將空化作用引入水射流技術(shù)中而形成的新型水下設(shè)施清洗技術(shù)。通過(guò)控制壓力、流速等參數(shù)使水流束經(jīng)過(guò)空化噴嘴時(shí)產(chǎn)生大量的空化泡，利用空化泡在材料表面的狹小區(qū)域內(nèi)潰滅產(chǎn)生高達(dá)140～170 MPa的微射流沖擊，達(dá)到清理設(shè)施表面附著物和污垢層的目的。