专业定做高压水射流清洗品牌

洗一般结垢油管），因此结垢、锈皮严重的油管，被结垢物和化学物堵实的油管无法实现高压水清洗。

表2.3 高压水射流应用压力实例

2.4高压水射流清洗技术理论研究

2.4.1高压水射流作用机理

高压水射流对物体表面垢层的影响主要表现为以下几个方面：

①水射流对垢层材料的软化；

②水射流的穿透和渗人，引起垢层材料裂纹的扩展，加剧了垢层的破碎；

③高压水射流的冲击，造成垢层的局部产生流变和破裂带；

④高压水射流的剪切作用使得垢层易于破碎；

⑤高压水射流的切力和拉力作用对垢层产生的脆性破坏作用；

⑥高压水射流冲击将对污垢产生的剥离作用。

高压水射流或高速水滴冲击到物体表面后，在表而径向流动过程中将产生较大的剪切力，使表面垢层受到破坏。对于具有空隙的垢层，射流水在压力的作用下，在空隙中也将产生很高的压力，从面使得结构连接削弱，可促进垢层的进一步破坏。

1、以渗透为主的破碎过程

对于水可渗透，即水能渗人垢层之间的孔隙，并对垢层颗粒施加压力的各类垢层，当此压力大于颗粒之间的引力时，产生裂纹且裂纹一步一步地扩散，后面的射流又直接起压缩、剪切和水楔作用，从而使污垢产生裂缝、凹坑到全部刹落。在这个过程中起决定作用的是水的渗透引起的作用于垢层颗粒上的水压力，当该水压力足够克服垢层颗粒之间的黏着力时，垢层颗粒之间产生裂纹，在后续射流作用下，裂纹扩散、扩张，并逐步成裂缝，使其剥落。裂纹的扩散方向与污垢的渗透方向、污垢结构有关，扩散速度与渗透速度有关。水射流的压缩、剪切和水楔作用也或多或少地促进了污垢破碎，加速污垢剥落，面且污垢破碎、剥落的方向与射流的工作方向有关。

从渗透到剥落的过程可推知：当用水射流冲击一块可渗透性垢层时，产生凹坑的速度权限应等于水渗入污垢孔隙的速度。如果射流压力很低，使作用在垢层颗粒上的水压力小于其黏着力，水渗人垢层后，并在其内扩展，形成渗水区；当压力增大，使压力大于黏着力，垢层颗粒便从基体上剥离开来，此时射流产生的压力型面始终作用在不同的污垢上。由此可知渗入区的部位就是凹坑的极限位置，也可说明渗水区或多或少地比凹坑****定距离。

当压力大小已知，射流又不产生冲蚀作用，即压力不**过临界压力时就能计算出水对垢层颗粒的作用力，进而确定污垢破碎的临界压力。

当射流速度达到某一临界值时，将在物料中形成应力波，加速物料破碎，对于垢层这种特殊的物料来说，这个临界速度很难得到，这主要是由于成垢的条件对垢层的成分、结构影响所致。寻找这一临界速度对于小射流清洗也不经济。在实际清洗过程中，在满足压力的条件下，垢层的破碎已经十分迅速，基本上不受射流速度的影响。

在清洗中，为提高清洗效率，存在一个较佳横移速度问题，即射流横扫污垢的速度，如图2.2所示。横移速度大，清洗速度快，效率就高，但有可能造成局部清洗不彻底和漏洗现象。要充分发挥射流的水楔作用，使垢层剥离，一般应采用较低的横移速度。对实际操作的横扫速度而言，确定具体的参考值意义不大。这主要应是根据污垢层厚度、污垢性质及清洗质量要求，由操作者依据经验设定和控制。

图2.2 射流横移清洗操作及软垢层受力情况

2、直接压缩和剪切为主的过程

对于软黏渗透性的物料垢，主要是通过水压力直接压缩和剪切引起破碎应力。当该应力按照一定的规律**过垢层的强度较**，垢层将产生裂纹、裂缝，在后续水射流的水楔等作用下扩张成坑，较后达到垢层的全部破裂并被冲洗干净。

按照弹性力学理论，水射流对污垢压缩和剪切引起的应力状态为三维空间应力状态。

对此受力情况下的应力可按三向应力状态分析，可根据强度理论求解水射流的压力，求解时，极限应力可取垢层的强度极限。由于垢层成分、结构的复杂，没有详细的性能应力—应变等参数，目前只作为一种定性分析的方法，由试验确定水射流对垢层冲蚀的压力情况。此外，垢层成分、结构各异，从实用的角度来说，建立应力—应变等参数值，没有多大价值，由试验确定射流压力值已完全可以达到工程清洗的要求。

对于非渗透软垢层，在15MPa左右的高压水射流的作用下，垢层通常可迅速被除去，其效果一般优于化学清洗。在实际清洗操作中，对于沥青、润滑油等垢层的清洗，主要是利用射流的剪切力作用，故应采用大冲击角的清洗操作方式，以充分发挥剪切作用除去垢层。

通常在高压水射流冲击垢层的初期，即射流与垢层接触较初的几微秒内，水射流的冲蚀效果较好。提高水射流冲蚀效果的有效方法是适当增加射流工作压力，而在保证压力的条件下加大射流水量有助于垢层的剥离效果。

2.4.2水射流基本结构与特性

1、射流基本结构参数

射流结构的各参数中，较主要的是射流压力、射流起始段的雷诺数及喷嘴加工精度和内表面粗糙度。前苏联学者根据大量的实验数据总结出下列计算射流起始段长度的经验公式：

                        (2-4)

式中： ——射流起始段长度，mm；

       d——喷嘴出口直径，mm；

A——经验系数，取决于喷嘴的加工精度和内表面加上质量；

B——经验系数，主要取决于雷诺数，与经验系数A同；

Re——射流起始段雷诺数；

V——射流速度，m／s；

——运动粘度，，对于水为。

对射流扩展直径（或射流边界宽度），根据实验数据，可归纳出下列经验公式：

3、离心泵的类型

①D型节段式多级离心泵。用于输送水或物化性质类似于水的不含固体颗粒无腐蚀的液体，输送介质的温度不得**过80℃。

性能范围：流量6.3～580m3/h，扬程50～1800m。

②PJ型多级矿用排水泵。用于输送80℃以下清水及物化性质类似于水的其他液体。

③XD、MP、WY—25LD、BS型多级离心消防泵。用于输送80℃以下的清水或物化性质类似于水的液体。适用于高层建筑、民用住宅楼群等建筑群消防工程。

性能范围：流量0～162m3/h，扬程较大252m。

④DG型锅炉给水泵。输送液体同前，使用温度高压泵可达150℃。

性能范围：流量3～440m/h，扬程36～1680m。

⑤G型高压多级离心泵。输送介质为清水或腐蚀性不强的油品及石油化工产品，输送介质温度为130℃。

性能范围：流量20～254m3/h，扬程318～1260m。

⑥W型污水泵。用于输送80℃以下的污水、粪便以及带有纤维或悬浮物的液体，悬浮团块尺寸不**过泵出口直径的80％，WGF和WDF型泵还适用于输送含有腐蚀性的污水，适合化工部门输送化学浆液之用。

性能范围：流且3～585m3/h，扬程3. 2～42.5m。

⑦WL型立式污水泵。供输送含大颗粒、带长纤维等杂质的液体，适用于城市生活污水、工矿企业废水的处理以及用于输送泥浆、粪便、灰渣及纸浆等。

性能范围：流量10～780 m3/h，扬程5.2～49m。

⑧CLW型长轴立式杂污泵。用于输送固体颗粒，如氧化铁屑、砂、煤粉等坚硬的磨粒的污水介质；也可用于输送清水及物理化学性质与水相似的介质。被输送介质温度小于80℃；介质中含固体颗粒粒度10m。介质重量浓度15％。

性能范围：流量50～3200 m3/h，扬程21～60m。

3.3.2 高压往复泵

高压柱塞泵是现代工业常用的高压推动力设备，适用于高压水射流清洗工作，如冲洗、清沙、除锈、液体输送、液体传动、工程采掘以及材料切割等。

柱塞泵和活塞泵有许多的设计方案，柱塞泵是有密封装置的往复泵，而在活塞泵的设计中，密封装置是移动活塞的一个必要组成部分，因此柱塞泵是用得较多的一种泵。

往复泵通常由两部分组成。一端是实现机械能转换为压力能并直接输送液体的部分，称为液力端；另一端是动力或传动部分称为动力端。

由于往复式水泵比离心泵能输出较大的压力，故在排水量不大，而压力较高的场合通常用往复泵，并且往复泵流通部件简单。以上特点正是高压水射流清洗系统所需要的。

(1)往复泵的性能参数

①往复泵的流量。往复泵的理论流量是单位时间内活塞所排出的液体体积，等于活塞工作面在吸人行程中单位时间内在泵缸中扫过的体积，是泵的理论平均流量。

式中，QT为理论平均流量，m3/min；A为活(柱)塞工作面积，m2；S为活(柱)塞行程，m；i为缸数；n为转数(往复次数)，r/min。

 泵的实际流量Q与理论流量QT之比称为流量系数，用表示：

式中，ΔQ是泵内实际的流量损失。ΔQ由两部分组成，一部分是液体通过各密封点由高压侧向低压侧的泄漏，以表示，这部分流量损失要消耗能量。因此，将泵的实际流量与泵内接受能量的液体量()之比称为泵的容积效率：

另一部分流量损失是由于缸内有少量气体占去了泵缸容积，这些气体是漏入缸内或由液体带人缸内的，在高压下液体的可压缩及泵缸弹性变形等原因，也使泵的流量减少，以表示。这部分流量损失几乎没有能量损失，用充满系数表示。

流量系数值一般在0.8～0.99之间。

②往复泵的功率。有效功率计算方法与离心泵相同。

式中，Ne为有效功率，kW；Q为泵的实际流量，m3/s；H为泵的实际扬程，m；为液体的密度，kg/m3；g为重力加速度，g＝9.81m/s2。轴功率N为

式中，η为泵的效率，机动往复泵η=0.6～0.9；蒸汽往复泵η=0.8～0.95。

(2)往复泵的运行特点  往复泵的瞬时流量是不均匀的。单缸泵的流量脉动与活塞的加速度有相同的波形。多缸泵的瞬时流量等于同一瞬时各缸瞬时流量之和。

由于瞬时流的脉动，引起吸入相排出管路内液体的非匀速流动，从而产生加速度和惯性力，增加泵的吸人及排出阻力。吸入阻力使泵的吸入性能降低，排出阻力使泵及管路承受额外负荷。

如果排出管路细长，系统背压不够大时，脉动的惯性力可能引起吸人和排出同时打开，造成液体直接由吸入管冲向排出管的过流现象，还引起管路压力脉动及管路振功、破坏泵的稳定操作。

在柱塞泵系统中减小压力脉动的方法如下。

①采用多缸泵或无脉动泵。多缸泵的流量变化情况见图3.2。双缸凸轮泵是一种无脉动泵，可用凸轮的形状与两凸轮的相位消除往复泵的压力脉动。

②使系统有效扬程大于排出终了时的惯性能水头，以免出现过流现象。

③在靠近泵进出口管路上设置空气室，或加装流阻、节流器、蓄压器的组合，可以减小管路上液流脉动，改善管线振荡。

④避免水锤效应。如前所述，水锤效应与流速变化有关。某一点的dv/dt越大，压力变化就越大。增大吸入管直径，压力脉动就减小。同时还可以减噪声与汽蚀效应。管线系统的长度也可能导致危险。如果使用单一吸入管，它的基本周期是4L/C，恰好与流量谐和函数的一个周期接近，就会发生强烈的压力脉动。在管线中引进具有不同波速的橡皮软管也会起很大的减振作用。