高壓清洗機噴嘴直徑對射流收縮的影響

    時間:2015-01-14 15:53:10作者:LeeZhou來源:德高潔清潔設備分享到:QQ空間新浪微博騰訊微博人人網(wǎng)微信

    設計合理的一臺高壓清洗機,高壓泵所發(fā)送出來的高壓水應當完全從噴嘴里噴出來,形成高壓水射流對清洗靶物進行清洗或破碎工作。如果噴嘴設計不合理,就會造成相當大的水流在噴射系統(tǒng)中溢流回水箱,這就造成了很大能量的浪費。如果假定沒有溢流損失,那么在噴嘴出口處,由于水射流通過噴嘴出口處產(chǎn)生自然收縮,致使高壓泵流量不能完全從噴嘴流出所造成的能量損失,我們稱之為水射流收縮損失,下面主要說一下高壓清洗機噴嘴直徑對射流收縮的影響。
     
    水射流收縮示意

    高壓清洗機噴嘴直徑對射流收縮的影響:

    噴嘴的基本形狀如上圖,它由圓錐段 A 和圓柱段 B 組成。高壓水流經(jīng)由圓錐段 A 進入圓柱段 B 之后獲得很高的加速度。出口處由于射流產(chǎn)生折射,其面積也由  變成小于 F0 的 F1 ,即射流不能按照理論上計算的流量排出。故在噴嘴前后出現(xiàn)了能量損失或效率問題。

    通常我們將噴嘴效率 η 值用噴嘴輸出能量 Tc 與輸入能量 Tr 的比值來表示,請見公式(1):

    噴嘴效率公式 (1)

    式(1)可以改寫成:

    噴嘴效率η值表達式  (2)

    式(2)中,ms —水射流的質(zhì)量流量,kg/s;
             V0 —水射流出口速度,m/s;
             P0 —噴嘴出口壓力,MPa;
             Q0 —噴嘴出口容積流量,m³/s。

    將(2)式簡化后可得(3)式:

    噴嘴效率計算公式 (3)

    式(3)中,K —液體特征常數(shù);
            α —流量收縮系數(shù);
             μ —射流速度系數(shù)。

    流量收縮系數(shù)可由(4)式表示:

    噴嘴流量收縮系數(shù)計算公式 (4)
    噴嘴直徑與收縮系數(shù)關(guān)系
    由上圖可見,隨著噴嘴直徑的增加,收縮系數(shù)開始呈下降趨勢,但當噴嘴直徑達到0.4 mm以后,α 值下降趨于平緩,當 α 值達到0.5 mm以后 α 值幾乎不再下降。即噴嘴直徑越大,收縮系數(shù)下降越微小,甚至可以忽略不計。

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