高壓清洗機(jī)噴嘴參數(shù)選擇方法—估算法

在高壓水射流清洗中，噴嘴的作用是將高壓力低流速的水轉(zhuǎn)化為低壓力高流速的射流。噴嘴的性能將直接影響射流水力性能和工件的清洗質(zhì)量，所以在設(shè)計(jì)制造高壓清洗機(jī)中，正確、合理地選擇噴嘴的類型及確定噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是一個極其關(guān)鍵的問題。

一般在高壓清洗機(jī)設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)類比或試驗(yàn)方法確定系統(tǒng)的壓力和流量，隨后便可按照估算法對清洗機(jī)噴嘴參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

高壓清洗機(jī)噴嘴參數(shù)選擇方法—估算法：

這種方法主要由流量連續(xù)性方程和能量守恒方程來確定噴嘴截面積：

Q＝A•V＝常數(shù) [不考慮泵到噴嘴的流量損失] 公式(1)

公式(1)中：Q —柱塞泵流量，m³/s；
                  A —噴嘴截面積，㎡；
                  V —噴嘴處流速，m/s。

 公式(2)

公式(2)中：p₁ —噴嘴上游某斷面的壓力，Pa；
                  p₂ —噴嘴出口處壓力，Pa；
                  υ₁ —噴嘴上游某斷面的流速，m/s；
                  υ₂ —噴嘴出口處流速，m/s；
                  h_φ1-2 —噴嘴上游的某斷面到噴嘴出口處的壓力損失，Pa；
                  r —清洗液重度，N/m³；
                  g —重力加速度，取g＝9.81m/s²。

取柱塞泵出口和噴嘴出口兩斷面，則 υ₁＝0，p₁＝p₀，υ₂＝V，p₂＝0；即可得出：

 公式(3)

 公式(4)

將公式(4)代入公式(1)，便可確定噴嘴截面積。

公式(4)中：p₀ —高壓清洗機(jī)的工作壓力，Pa；
           h_φ —高壓清洗機(jī)的壓力損失，Pa。

為簡化起見，我們假定不考慮壓力損失，公式(4)便簡化為：

 公式(5)

公式(5)中：K —清洗液性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，對于清水，K＝22.36N/(m/s)。

舉例說明：高壓清洗機(jī)的工作壓力 p₀ ＝ 7MPa，流量 Q＝ 0.55m³/h，工作介質(zhì)為清水。則與其匹配的噴槍噴嘴截面積應(yīng)為 A＝ 1.291mm²。若噴嘴出口為圓截面，則其出口直徑 d＝ 1.28mm。