影响水射流清洗的因素

 

广州华奥清洗服务有限公司

 

 

影响水射流清洗的因素

 

高压水射流清洗的效果集中体现在清洗作用力上。包括射流水本身具有的清洗作用，通过喷嘴获得的速度，经动能转换的对清洗对象的冲击力，以及流体在清洗面上发生的界面流动等几种作用的总和，其清洗机理十分复杂，清洗过程涉及四个要素：基体，污染物，介质及清洗作用力。因此，影响高压水射流清洗能力的因素很多，概括起来主要是水力参数，射流工作参数，被清洗面特性，另外还有磨料和空化的影响。这些因素之间还存在着相互制约和影响，可能同时起作用，也可能其中一项或几项起作用。要获得良好的清洗效果，必须对此深入分析。

 

1， 水力参数

 

水力参数主要是指射流驱动压力，流量，喷射速度及功率等。

 

（1）， 射流压力。对于水射流清洗来说，射流压力是关键因素，直接反映了射流的喷射速度，高压水射流清除具有一定面积和强度的表面附着物，首先要以冲蚀的形式将其切割破碎。试验表明，当水射流喷射压力小于某个临界值时，物料只能产生塑性变形而几乎不被破坏。当喷射压力超过这个压力值时，物料将被急剧破坏，对于脆性材料就是超过了屈服应力。这个使物料产生明显破坏的喷射压力称作门限压力，不同材料的门限压力也不同，对于一般的非金属材料，对应的门限压力的临界喷射速度在600~900/之间，而切割某些金属材料时，临界喷射速度值在1200~1800m/s之间，该速度远远超过了水射流清洗使用的速度范围。

 

射流压力大小主要针对结构物是否能够有效破坏的问题，即喷枪的打击压力大于结构物的压力强度，结垢物被破坏，这种破坏以能量形式来表现，即单位结垢物必须接受足够能量才能破坏，应根据清洗工作面及其污垢性质，清洁度要求综合考虑，合理确定工作压力。

 

（2）， 流量与喷射速度。高压水射流的两种基本应用是切割和清洗。在同样的驱动功率下，前者突出速度，通过动能转换以获得强大打击力，在一个小尺度下切割材料，后者注重速度与流量的综合作用，即在保证一定的去除表面垢层的冲击力下，获得较大的清洗面积，泵的流量主要体现清洗速度的快慢即清洗效率，而在同样压力下，流量大则意味着传递的能量更多，清洗进度更快，因此在选择清洗设备时，高压水发生系统的压力与流量的合理选择与匹配很重要。

 

（3）， 射流功率。喷嘴的射流功率就是射流压力与喷嘴面积的函数，而喷嘴面积的变化对射流功率的影响远比压力的变化影响要大。喷嘴直径增加1倍，射流功率则增加3倍，而压力增加1倍，射流功率P增加1.8倍。

 

2， 射流工作参数

 

（1）      喷射距离。喷射距离值喷嘴道清洗表面的距离，也称靶距。运动的射流受到空气的影响，动能逐渐降低，水平方向的运动速度逐渐减少，水射流的流行结构和速度随射流离开喷嘴的距离而发生变化，喷嘴距离增大，射流到达被清洗表面的扩散程度增大，射流功率的损失增大，而喷射距离过短会使单位时间内除垢面积减少，因此喷射距离过大过小都会使清洗效率降低，因此对于不同清洗对象，在不同的水力参数下，总可以找出一个最佳靶距。

 

（2）， 横移速度与清洗次数。横移速度指喷嘴与工件之间的相对速度，也称进给速度，它是水射流工作参数中唯一与清洗时间有关的一个参数，其实质反映了水射流对附着层的冲击时间。

 

（3）， 水射流冲击角。指在切割平面内，水射流的冲击方向与喷射至被冲击表面法线之间的夹角。

 

（4）， 切深或切宽。指水射流一次冲击物料得出的侵蚀深度或切槽宽度。

 

（5）， 改变射流物理状态。包括：加热，减阻液射流。

 

加热指尽管高压水射流清洗时，射流对污垢的作用时间极短，但就整个清洗操作观察而言，介质温度仍有不可忽视的影响。，温度的变化会使污垢的物理化学状态发生变化，如固体污垢被融化，溶解或气化，别热能裂解和分解，污垢改变了原油的分子结构，从而容易去除。

 

减阻液射流指。射流的密集性是评估喷嘴质量，射流打击力及有效佘晨的依据，在水中加入长炼化学聚合物制剂，能降低管线内壁的摩擦阻力，在清洗时，能使水的分散性减低，形成密集射流，增加水射流的紧密段长度，适用于射程较大的场合，例如，消防，高程或远程清洗，这类高聚物的分子量很大，是一种线性长链型高聚物稀溶液。在液体紊流中的减阻作用取决于长链没有支链或者较少支链的高分子结构。常用高聚物有聚丙稀酰胺，浓缩纤维素等，使用减阻液后，射流的射程可大幅度增加，但应注意，减阻液不适用于层流的减阻，减阻效果与高聚物的浓度在一定范围内成正比，超过浓度的上限，反而会增加流动阻力，使用中还应注意选择抗降解和抗老化的高聚物配置减阻液。