高压水射流喷嘴是用什么原理达到射流效果的？

高压水射流喷嘴是使用高压泵打出高压水，并经过一定管路到达喷嘴，再把高压力低流速的水转换为高压力高流速的射流，然后射流以其很高的冲击动能，连续不断地作用在被清洗表面，从而使垢物脱落，最终实现清洗目的。高压水射流清洗喷嘴是高压水射流应用的一个重要方面，作为一种独特的清洗新技术，具有高能量密度、良好的射流可控性与材料适应性，能满足各类清洗工程的需要。与传统的机械式、化学式清洗相比，具有广泛的通用性和相对环境无害性等独特优点。随着社会环保意识的增强，水射流喷嘴清洗技术的应用倍受关注，前景十分广阔。下面我们来详细介绍高压水射流喷嘴的原理特点以及在工业中的应用。

一、高压水射流喷嘴的工作原理

高压水射流喷嘴切割的原理是将水增至超高压100,420MPa，经节流小孔(φ0.15,φ0.5mm)，使水压热能转变为射流动能(流速高达 800-1000mm/s)。用这种高速密集的水射流进行切割。磨料水射流切割则是再往水射流中混入磨料粒子，经混沙管形成磨料射流进行切割。在挣料射流中，水射流作为载体使磨料粒子加速，由于磨料质量大、硬度高，磨料水射流较之水射流其射流动能更大，切割效能更强。

高压水射流喷嘴是水流经过小口径的喷嘴射出形成的不同形状的高速水流束，射流的流速取决于喷嘴出口截面前后的压力差。通常，压力柱塞泵在蓄水池进行吸水，对水分进行加压后输送到高压管线，使其以较高的速度经过喷嘴，通常情况下喷嘴的孔径比高压管线的内径要小很多，因此水流在经过喷嘴后会以更高的速度喷出，经过喷嘴孔加速后凝聚形成的水束就称之为射流。

经过喷嘴/喷枪高速射出的射流打击在物件表面上称之为射流作业。高速的射流本身具有较高的刚性，当其冲击到物体表面时，会产生极高的冲击动压，并形成涡流，当产生的瞬时冲击应力大于塑性材料本身的最大拉应力时，即材料中某一点的法向拉应力超过其临界值，该点会发生断裂，材料表面会产生裂纹，随着高压水流束的持续作用，裂纹不断扩散，从而破坏和移除高压水射流冲击的材料，可达到金属材料表面清洗或切割的目的。

 

二、高压水射流喷嘴的优点

1、清洗质量好

2、清洗速度快

3、无环境污染

4、适用范围广

5、易于机械化、自动化

6、节能、省水、清洗成本低

 

三、高压水射流喷嘴材料的选择原则

高压水射流喷嘴的材料还应根据槽液的化学特性来确定：

1、对非腐蚀性槽液可根据加工的难易，采用青铜铸造或塑料压铸；

2、为防止腐蚀，可采用非金属材料；

3、对硫酸、盐酸等强腐蚀槽液，可采用尼龙塑料；

4、用于磷化槽液的喷嘴材料一般采用耐酸的不锈钢；

5、防止锈蚀的喷嘴也可直接选用不锈钢或尼龙材质制作。

 

四、高压水射流喷嘴在工业中的应用

根据水射流的工作原理，高压水射流喷嘴在工业中的主要应用有三个：清洗、切割和破碎。高速水流经过喷嘴后通常的形状是圆柱形射流。圆柱形的射流携带的射流能量最为集中和有效，但它打击在物体表面上的接触面积也是最小的，清洗效率较低。通常在进行大面积的清洗作业时，可以通过改变喷嘴/枪头的形状来改变射流的形状，例如采用扇形射流，其特点是射流会以一条线形冲击在物件表面，随着喷嘴的移动，会形成一个较大的清洗带，清洗效率会大大提高。

在进行高压水射流喷嘴切割时，射流的介质不再仅限于水，通常会根据切割材料的不同而用到更多的液态物质或混合物。例如在进行含糖食品的切割时，考虑到使用水切割时水会溶化食物中的糖分从而破坏食品，会选择采用植物油或其他食用油来进行切割。在进行某些射流切割时还需要用到乳化液作为介质，业界泛称的水射流同时也包括了其他液体的射流。