水射流裝置的設計制圖

① 有一速度為15m/s的水射流

設相對於靜水的速度為x m/s
則過河時間t=30/x s
則向下游運動位移S=15*30/x=450/x m
S<=40m
則x>=11.25
所以,最小速度為11.25m/s

② 設計高壓水射流清洗機構需要注意的問題

注意的問題
動力的選擇，減速機構的選擇，高壓泵的選擇，調壓閥的選擇，溢流閥的選擇，壓力管的選擇，壓力表的選擇，噴槍的選擇等等。
使用高壓水射流清洗在清除鍋爐結渣、積灰時需注意以下幾點：
1、火力發電站鍋爐爐膛產生的結渣、積灰主要是和煤碳性質、鍋爐的設計和鍋爐的運行情況等因素有關。因此清洗前首先要對鍋爐有足夠的了解，才能進行施工。
2、要定期對鍋爐進行清洗。鍋爐在運行時，一旦發現有結渣、積灰的現象要及時清除，保證水冷壁管受熱面的光滑。
3、停爐後用高壓水清洗清洗結渣和積灰時，水冷壁容易出現二次浮銹的情況，因此可以在高壓水清洗後，採用小型清洗機噴射我公司的鈍化液進行鈍化處理。
4、根據不同情況，結垢嚴重者，可採用化學清洗方法，對其進行清洗。

③ 高壓水射流噴嘴是用什麼原理達到效果的

高 壓水射流切割的原理是將水增至超高壓100,420MPa，經節流小孔(φ0.15,φ0.5mm)，使水壓熱能轉變為射流動能(流速高達 800-1000mm/s)。用這種高速密集的水射流進行切割。磨料水射流切割則是再往水射流中混入磨料粒子，經混沙管形成磨料射流進行切割。在掙料射流 中，水射流作為載體使磨料粒子加速，由於磨料質量大、硬度高，磨料水射流較之水射流其射流動能更大，切割效能更強。磨料水射流切割設備的組成和流程如下:

1、供水系統:是將水質軟化，使PH值達到6,8，並精濾到0.5μm以下。藍寶石水噴嘴的工作壽命取決於水質，直接用自來水時壽命僅為三四小時，用軟化水壽命為十幾小時，用混合層軟水壽合高於50小時。

2、增壓系統:增壓系統是設備的關鍵部分，其核心是增壓器。增壓比一般選10:1,20:1。比在420MPa時將被壓縮12,。為使水壓穩定在上5,之內，需在增壓器與噴嘴之間設置蓄壓器。增壓缸和蓄壓缸都是超高壓壓力容器，因此要有足夠的疲勞強度和工作壽命。

3、高壓水路系統:高壓水路連接增壓系統和切割頭裝置。要採用超高壓鋼管和旋轉接頭，鋼管要有撓鉤性，各類接頭要小巧、可靠、靈活，旋轉接頭要有多種旋向型式和一定的工作壽命。

4、磨料供給系統包括料倉、磨料、流量和輸送管。料他形狀和料內的網篩

要保證磨料供給通暢、不至堵塞。流量閥應能控制磨料流量的通斷和大小，還應能排除輸送管中的水分。

5、切割頭裝置:切割頭包括高壓水開關閥和寶石噴嘴、水/磨料混合室和混沙管。混沙管是易損件，用硬質合金做成，精切割時使用壽命約100小時，粗切割壽命約150小時。

6、接收裝置:置於切割頭和工件的下方，用來收集切割剩餘射流。具有消能、降噪、防濺和安全等功能。射流暴露會產生高達420dB(A)的雜訊。設置接收裝置後，使雜訊被控制在80,90dB(A)以內。

7、運動控制系統:高壓水射流切割是一種高精度的切割工藝方法，必須由高精度的切割設備來實現。目前的切割設備均是微機控制或由工業機器人操作，可實行五軸聯動。重復精度可達?0.05mm。

高壓磨料水射流切割無塵、無味、無毒、無火花、振動小、雜訊低。尤其適合惡劣的工作環境和有防爆要求的危險環境。它可以切割各種金屬、非金屬材料，各種硬、脆、韌性材料，如鈦鎳合金、陶瓷、玻璃、復合材料等。是目前世界上先進的切割工藝方法之一。

④ 高壓水射流破碎岩石

以水力和機械力綜合破碎岩石，在工業上具有廣闊前景，它不僅效率高，而且設備輕、刀具磨損小、粉塵少。原蘇聯早在1939年就建成水采礦井；美國於1938年開始研究水力噴射鑽頭，到1968年其進尺已佔總進尺的65%。我國20世紀30年代就有水力開采，廣東、廣西一帶砂錫礦的開采，至今一直沿用；1957年試用水力採煤成功；60年代初開始對高壓水射流進行系統深入的研究，至1974年，我國勝利油田試驗噴射鑽進成功，並在全國推廣。現今高壓水射流已廣泛用於水力採煤，水力噴射牙輪鑽頭鑽進普遍在油井使用；在除銹、清洗容器、掘進、切割材料中應用高壓水射流，並且不斷拓寬其應用領域。

一、高壓水射流及其分類

水射流是由噴嘴孔中流出，進入周圍介質中的運動液流。水力破碎岩石是指在孔底產生必需的接觸壓力的水射流作用的結果。按射流密度與介質密度之比值，若大於1，稱為自由流；反之，稱為淹沒流（為水下碎岩時）。

按射流的流體力學指標，可分為穩定（連續）流、非穩定（連續或斷續）流。後者相應為脈動（周期變化）和脈沖流。最普及的穩定流（包括噴射流和細射流）是由噴嘴噴出後，隨著時間的改變各截面流體動力學參數不改變。

按射流動壓力可分為低、高壓兩種：壓力低於5MPa，噴嘴出口流速低於100m/s者，屬低壓射流，可用於破碎岩石和煤。流速等於及大於聲速（300～800m/s），在5～400MPa的壓力下形成的高壓射流，則可用於破碎硬岩；當壓力大於700MPa時，可破碎堅硬岩石。高壓射流也包括脈動和脈沖流。

氣蝕射流（空氣射流）是一種兩相紊流射流，流束內含有許多空穴或氣泡。在物體表面，破裂的氣泡（占總數的10^-4～10^-6）能產生相當高的壓力（1000MPa）。由於壓力集中於一個極小的面積上，所以有巨大破壞力。氣蝕射流所需的壓力，大大低於連續射流和脈沖射流，其破碎效果也較好，因而廣泛用於清除、破碎等方面。

此外，還有磨粒射流（射流內含有石英、金屬等硬顆粒），沖擊能力很大，所需壓力較小，功耗較低，故可以切割任何材料，其切割能力比純水可提高10倍以上。

二、高壓水射流裝置

1.噴嘴

噴嘴是高壓水射流裝置的關鍵部位之一，射流的侵蝕和摩擦作用是噴嘴損壞的主要原因；其次，水射流的壓力波動、空穴、渦流等作用，也影響噴嘴的使用壽命。

噴嘴一般採用堅硬材料製造，如硬質合金、寶石、金剛石、不銹鋼、滲氮鋼、陶瓷等。對高壓高速液體，寶石和金剛石較為理想。噴嘴內表面的光潔度應達10級以上；對鋼制噴嘴，需進行熱處理，使達到HRC=65～72的硬度。目前推廣應用的離子束注入技術，對噴嘴進行表面改性後，對提高噴嘴的壽命能起到很好的效果。

目前認為合理的連續水射流噴嘴的形狀，應如圖1-6-1所示，其入口錐角為13°～14°；直線段出口長度L為直徑的2.5～3倍；錐口與圓柱面之間應圓滑過渡。這種噴嘴的阻力損失小，等速核長度加長，射流的擴散角（射流錐角）小。為了容易加工噴嘴，宜用兩種材料組合，如在出口處鑲一片寶石。

上述簡單的連續水射流噴嘴耗能多、壓力低是其嚴重缺點，所以需要研究脈沖式射流發生裝置。

圖1-6-1 高壓射流噴嘴

圖1-6-2 高壓水射流發生器工作原理

2.純擠壓式高壓水射流發生器

圖1-6-2（a）表示純擠壓式高壓水射流發生器的工作原理。活塞往復運動，貯存於B部的水被擠壓，A部的油（氣）壓增壓，水由噴嘴射出而形成長而細的連續水射流。

3.沖擊式高壓水射流發生器

圖1-6-2（b）表示沖擊式高壓水射流發生器的工作原理。對B1部的水施加壓力，推動活塞左移而壓縮A部氣體；再對B1部水卸壓，壓縮氣體迅速膨脹，推動活塞右移，沖擊並擠壓關閉在炮筒（高壓腔）中B2部的水。水由噴嘴噴射，形成短而粗的脈動射流（即沖擊式射流）。

上述高壓水射流裝置，工作時採用高壓泵，當切割硬岩時，有時需要幾千個MPa。此時管路系統的耐高壓、密封總是顯得特別重要，故有必要研究潛孔錘的增壓器。

三、水射流破岩機理

1.拉伸-水楔破岩理論

此理論把岩石看成是半空間彈性體，而把射流的沖擊力看成是作用於半空間體平面上的集中壓力。這樣，岩石在射流的沖擊力作用下，其內部的應力分布情況與半空間彈性體在集中載荷作用下的應力分布相似，即在沖擊區正下方某一深處產生最大剪應力，在沖擊接觸區邊界周圍產生拉應力，當這些拉應力與剪應力超過了岩石的抗拉和抗剪強度，在岩石中就形成裂隙，這就所謂「拉伸」階段。

圖1-6-3 水楔作用模型

裂隙初步形成和匯交後，在射流沖擊壓力作用下，水浸入裂隙空間。這時岩石中受力情況與在岩石中楔入一個剛體楔子相似，因此稱為水楔作用。水楔楔入裂隙，在裂隙尖端產生拉應力集中區，它使裂隙迅速發展和擴大（圖1-6-3），致使岩石破碎，形成破碎坑。

2.密實核-劈拉破岩理論

這一理論是把脈沖射流看作一個帶有速度的剛體，當它沖擊半無限彈性體時，根據前面第二章第七節所說的「在壓頭正前方產生承壓核」的觀點，那麼在脈沖射流沖擊岩石接觸面的前方，形成球形密實核（即承壓核）。該球形密實核在射流繼續沖擊它時，通過體積縮小密度增大而儲能，本身變成橢球體；當密實核儲能到一定程度開始膨脹（釋放能量），使包圍它的岩石在切線方向上產生的拉應力，並超過抗拉強度時，包圍密實核的岩石壁上出現徑向裂隙；由於密實核處於高壓狀態，核中的岩粉以粉流形式楔入徑向裂隙，並在靠近自由面方向劈開岩石，完成脆性岩石的躍進式破碎（體積破碎）過程，這就是所謂「劈拉」。

3.沖擊壓力波理論

圖1-6-4 沖擊壓力波的分布

射流在孔底產生沖擊壓力波，在接觸面中心其壓強最大，逐漸向邊緣減弱（圖1-6-4）。該沖擊壓力波有兩種作用：一是擴大岩石預破碎帶的微裂隙，加速岩石的破碎；二是沖擊壓力波對井底的凈化作用，避免岩屑在井底重復破碎。

在鑽進深孔時，泥漿柱的壓力將岩屑壓在井底，而對岩屑進行重復破碎，這就是所謂動壓持效應。若增大沖洗泵的排量，則是解決上述問題的有效方法。

射流沖擊壓力波能產生漫流凈化作用，克服了動、靜兩個壓持效應產生的後果，使井底凈化，從而提高了鑽進效率。

當採用水射流碎岩時，首先要考慮射流速度。當射流速度小於某一定值時，沖擊壓力達不到躍進式體積破碎所需的壓力時，岩石僅出現表面破碎或疲勞破壞，此時比功很大，應避免這類破碎現象的出現。為此，對於水射流破岩方法有如下要求：

（1）水射流產生的沖擊力，應大於躍進式破碎所需要的壓力，以實現體積破碎；

（2）射流長度要選擇適當（最優值），必須使沖擊岩石的作用時間等於躍進式破碎所需的時間。若小於該時間，裂紋來不及傳播；大於這個時間，沖擊能用於已破碎岩塊和岩粉的變形或破碎上，增大了破碎比功；

（3）脈沖射流的間隔時間，要大於卸載所需時間，利用卸載產生的拉伸作用，減少能量的消耗。

四、水射流破岩的基本參數分析

1.噴射壓力P與切深h的關系

噴射壓力P是決定破碎效果的重要參數，只有當射流的噴射壓力超過某一臨界值（大約等於10倍的岩石抗壓強度）時，才會使岩石發生體積破碎。為了提高射流對岩石的破碎效率，應盡量提高射流的噴射壓力。但從能量消耗觀點，射流噴射壓力P有一個最優值范圍，小於或大於這個范圍，破岩比能a都要增加（圖1-6-5）。

許多實驗表明，切深h隨噴射壓力P的增加而增加，兩者呈指數n關系，P=Khⁿ，1＞n＞0，視岩石性質不同而異。

2.噴射速度與破碎體積的關系

水射流碎岩時所需的最低流速，稱為門限速度。岩石的門限速度隨岩石堅固性和塑性系數而變化。一般來講，岩石越堅固、塑性系數越大，門限速度也越高。有人測得的若干岩石的門限速度為：石灰岩為1120m/s；花崗岩為1300m/s；大理岩為1500m/s。

圖1-6-5 噴射壓力P與破岩比能a的關系

通過試驗，獲得了射流速度破碎體積的關系式為：

碎岩工程學

式中：V為破碎體積；v為射流速度；v_t為射流門限速度；K、n為常數。

結論是：噴射速度與門限速度的比值跟破碎體積呈指數增長的關系。

3.噴射距離對侵深的影響

噴射距離L是指噴嘴出口到破岩面的距離。射流離開噴嘴後，隨著噴射距離的增加而擴散。由於擴散，引起射流速度和壓力下降，減少了對岩石的沖擊程度，嚴重影響水射流的破岩效果。圖1-6-6為4種岩石的侵深與噴射距離的試驗曲線。從圖中獲知：岩石越堅固，侵深隨噴射距離的增加而下降得越快。

圖1-6-6 侵深與噴射距離的試驗曲線

圖1-6-7 射流噴射角度對侵深的影響

4.噴射角度對侵深的影響

射流垂直沖擊或傾斜沖擊岩石，兩者受力狀態是不一樣的。

在同樣的條件下，射流傾斜沖擊時，岩石單位面積上受到的壓力小，切割岩石的深度也相應的減小。圖1-6-7為射流噴嘴角度對侵深的試驗曲線，90°為最佳噴射角度，小於或大於該角度，都會導致侵深的減小。

5.噴嘴橫截面積對侵深的影響

在保持噴射壓力一定的條件下，噴嘴橫截面積增加，噴出射流量多，沖擊岩石面積大，岩石容易破壞，使切深增加。切深的速度也是剛開始大，逐漸減小；當噴嘴橫截面積增加到一定程度，侵深便不受噴嘴橫截面積的影響。但噴嘴很大，雖然對侵深不起影響作用，但由於沖擊面積（射流接觸面積）大，必然引起破碎面積的增加。圖1-6-8為侵深與噴嘴橫截面積的關系。

圖1-6-8 侵深與噴嘴出口橫截面積的關系

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⑥ 高壓水射流設備是由哪幾個部分組成的

高壓水射流清洗機 由傳動端和液力端組成

1. 動力端
（1）結構：主要由箱體、十字頭組合、連桿組合、曲軸齒圈、高速軸、壓蓋、軸承等組成。
具體組成：
1. 曲軸箱蓋 2. 曲軸箱 3. 軸承 4. 曲軸總成 5. 連桿總成
6. 十字頭總成 7. 軸承 8. 小齒輪軸

高壓水射流清洗機 箱體為箱型結構，由高強度鑄鐵製成，設計時充分考慮到了防塵、防水功能。箱體上部裝有通氣帽，用以平衡氣壓。通氣帽擰下即為注油孔。驅動部分安裝於箱體內，高速軸與曲軸為人字齒輪傳動，傳動平穩、噪音低。三套曲柄連桿機構帶動柱塞往復運動。傳動端採用強制潤滑，由體外油泵供油，潤滑部位：連桿銷軸、連桿軸瓦、高速軸承、十字頭滑道。優點是各運動副潤滑充分、減少磨損、延長壽命。

（2）工作原理

電機驅動高速軸通過一對人字齒輪將轉矩傳給曲軸，同時降速。曲軸通過連桿機構將旋轉運動轉換為往復運動，由十字頭裝置帶動柱塞做功，完成工況要求。

2 ．液力端
（1）結構

主要由泵頭體、進排液閥、填料函組成。 具體組成如下：

（2）工作原理

當柱塞在曲軸的帶動下作回程運動時泵頭工作缸內腔容積逐漸增大，壓力減小，形成負壓，這時排液閥處於關閉狀態。在壓差的作用下，進液閥打開，液體進入工作缸。柱塞繼續移動到回程極限位置時，吸液過程終止，工作缸內充滿液體。柱塞做進程運動時，工作腔容積逐漸減小，壓力增加，使進液閥關閉，排液閥打開，液體從排出通道排出，柱塞達到終點時，工作腔的容積最小，壓力最大。柱塞不斷地往復運動，吸排液過程就不斷地交替進行，高壓液體不斷地從排液通道輸出。

（3）填料函

具體組成如下：

3 ．調壓溢流閥
（1）該閥由上閥體、下閥體、閥桿、 閥座、碟簧等部分組成。
（2）工作原理
調壓閥的機能主要是調整工作時所需壓力，並保持在調定值上，保護系統壓力免於過載。工作運行當中，系統的執引機構發生故障如噴嘴堵塞、管路堵塞，使壓力上升並超過預先調定的壓力值，閥桿在壓力的作用下克服彈簧力，抬起打開泄流口，使部分高壓液體溢流回水箱，系統壓力不再上升，避免事故發生，排出故障後，系統壓力恢復正常，閥桿復位，閥恢復正常工作。另外還可配製膜片式安全閥，當系統壓力超過設定壓力時膜片切斷，系統瀉壓。同樣達到保護系統安全的作用。

⑦ 各位大俠，小弟想弄一個fluent模擬水射流的噴嘴流場分析，跪求操作過程，最好有具體的cas和dat文件，感謝

建模，網格，邊界條件，求解器設置，後處理這些。你的模型是二維的，定義入口速度就行了。具體操作步驟多，你會些基本的操作就可以做這個模擬了。

⑧ 高壓水射流設備的技術參數是多少

高壓水射流是近年來在國際上興起的一門高科技清洗技術。高壓水射流清洗具有清洗成本低、速度快、清凈率高、不損壞被清洗物、應用范圍廣、不污染環境等特點。

⑨ ls dyna關於高壓水射流的問題

這個有些好像高射炮打蚊子，高精密的設備用在混凝土上面，假如你真正想用不用在這里加QQ，這樣到這類設備的廠家，他們會從頭到底教會你使用。

⑩ 水射流加工的主要原理

高壓水射流基本原理歸之為：運用液體增壓原理，通過特定的裝置（增壓口或高壓泵）,將動力源(電動機)的機械能轉換成壓力能，具有巨大壓力能的水在通過小孔噴嘴(又一換能裝置)，再將壓力能轉變成動能，從而形成高速射流(WJ)。因而又常叫高速水射流。
高壓水射流系統見圖1，主要由增壓系統、供水系統、增壓恆壓系統、噴嘴管路系統、數控工作台系統、集水系統及水循環處理系統等構成。油壓系統低壓油(10～30MPa)推動大活塞往復來回移動，其方向由換向閥自動控制。供水系統先對水進行凈化處理，並加入防銹添加劑等，然後由供水泵打出低壓水從單向閥進入高壓缸。增壓恆壓系統包括增壓器和蓄能器兩部分，增壓器獲得高壓原理如圖2所示，即利用大活塞與小活塞面積之差來實現，理論上：A大·P油=A小·P水, P出水=A大/A小·P油, 增壓比即大活塞與小活塞面積之比，通常為10：1～25：1，由此，增壓器輸出高壓水壓力可達100MPa~750MPa。由於水在400Mpa時其壓縮率達12%，因而活塞桿在走過其整個行程八分之一後才會有高壓水輸出。活塞到達行程終端時，換向閥自動使油路改變方向(圖中虛線箭頭所示)，進而推動大活塞反向行進，此時高壓水在另端輸出。如果將此高壓水直接送到噴嘴，那麼噴嘴出來的射流壓力將會是脈動的(圖3中虛線)，而且這對管路系統產生周期性振盪，為獲得穩定的高壓水射流，常在增壓器和噴嘴迴路之間設置一蓄能(恆壓)器，消除水壓脈動，達到恆壓之目的，常能控制脈動量在5%之內(圖3實線)。