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水射流的应用
来源: 时间:2020-06-28 浏览:961
低压水刀所用的主机大都是离心泵,它的流量相对很大,除了常见的消防、喷泉、喷灌等用途外,这里着重介绍一下新的用途。

  低压水刀所用的主机大都是离心泵,它的流量相对很大,除了常见的消防、喷泉、喷灌等用途外,这里着重介绍一下新的用途。

  水射流在消防领域也很早的就有应用,比如说水雾灭火则是一种新的方法。实际上它以水雾取代大流量水柱,即采用10MPa高压泵通过喷射系统产生小于0.1mm直径的水雾水柱,细小水珠蒸发起到迅速制冷作用,一般情况下在蒸发过程中水珠体积扩大1600倍,以隔绝燃烧物体处的氧气,达到灭火月的。实际上水雾灭火特别适用于带电区域的火灾,而这类火灾则就很难的使用连续型水射流。同时,高压小流量的水雾灭火较常用的水龙头灭火节水近90%

  还有就是大流量水射流的冲击泥土作用有一个实例就是在1973年埃以战争期间,以方为保证24h内横穿运河去修建数座桥梁,然后在巴列夫的防线的部分区域堆起巨沙型屏障,他们试图阻滞埃及坦克部队48h。如果说要捣毁这座结实的沙墙,再让坦克能行进过去,按正面豁口宽6.8m计算,要求排除约55m3的黄沙。在东堤通过坦克部队需打出约60个这样的位置,若使用推土机则需要10-12h,然而埃方采用了高压水射流仅用不到5h就打开了豁口,破坏了巴列夫防线,为自己的军队赢得了成功。

  空化射流等高压水射流应用于船舶除锈和工业清洗已很普遍,将在以后章节专题讨论。一般情况下在水射流中,适用的范围最广的就是高压的水射流,其压力范围在10-100MPa,压力上限现已扩展到250MPa。实际上这个压力区间的特点是随着机组功率的增加,由单机转变为成套装备,由简单作业(如清洗)转变为复杂的作业(如开采煤矿等)。

  高压水射流的另一应用就是破碎,可用其在材料上开槽,近十年发展到机械辅助剥除大量材料。日前,几乎在所有情况下,设备的研究已经集中在设计好的喷嘴,以及可靠的旋转喷头和旋转接头(它们的大大提高水射流束在物件表面上的移动速度)。破碎功能应用于机场跑道除胶、桥梁维修、煤层开采、辅助掘进、公路破坏、大坝浇注冲毛等等。

  超高压水射流基本上有2种主要形式:即压力范围在200 - 400MPa,借助连续介质流的形式,此间流量多在2-6L/min;而当压力达700MPa甚至更高时,其装置则为单击水炮形式。超高压水炮装置由聚集的大量高压压缩气体(氮气或空气)提供驱动压力,这实际上在水炮击发前,或借助点火引爆,或借助推进物冲击炮筒,使其能量突然爆发。实际上由于射流炮筒的迅速磨损,射流压力随时间迅速衰减,致使影响了这一技术的普及。

  超高压水切割设备与工艺是近10年来各国水射流行业的发展热点,值得我们注意的是从历次国际水射流会议论文来看,水切割的技术为主导内容,这实际上随着水切割设备与工艺的商品化,水切割应用已渗透到许多工业领域并得到广大的应用空间。200-300MPa的连续运行射流切割系统,比其他许多切割工具更加令人满意。其特点是对材料无选择性、切缝窄(0. 3mm)、质量好和不破坏材料内部组织、能进行二维和三维异形的切割。

  水射流在70MPa压力下的流速约为300m/s,这实际上当压力达到超高压时,流速可望达到1000m/s,这样就可实现很高的切割速度。水切割一旦实现很高的压力、很小的流量作业就意味着工作台位上的作用力很小,这就使得切割喷嘴很容易安装在机器人手臂上,实现计算机控制下三维复杂形状的高精度切割。

  水切割对材料的无选择性极为重要,也就是说它既能切割刚性的金属板材,又能切割柔性的布匹纸张。人们还曾用油作工具切割软糖。

  然而纯水水刀切割应用受到了压力的局限,一味地升高压力又意味着设备可靠性难以保证,且不太容易实现的,从而也就有了磨料水射流的20年发展史。值得我们注意的是用200MPa以上的射流压力引射磨料,在短靶距时可很好地用于切割领域,这实际上就为明显降低射流压力,使其技术可靠地进入商品化的创造了良好的条件。

上一条:高压水射流的技术信息
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