超高壓水射流在形成過(guò)程中的流動(dòng)可以分為三類(lèi)：即水流在水平直線管道中的流動(dòng)、水流在彎管中的流動(dòng)以及水流在流道斷面收縮處的流動(dòng)。水流在高壓管道中的流動(dòng)屬于第一種情況，而水流由高壓管道向噴嘴過(guò)渡的流動(dòng)屬于第二種情況，最后水流由高壓水發(fā)生設(shè)備進(jìn)入高壓管道以及高壓管道進(jìn)入高壓噴嘴時(shí)的流動(dòng)屬于第三種情況。

 

令水流在高壓管道和噴嘴中的速度分別為  和 υ，高壓管道和噴嘴的內(nèi)徑分別為  和 d，長(zhǎng)度分別為  和 l，則由連續(xù)方程可以得出：

 

  公式(1)

 

 

水流在水平管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于水流的粘性，水流與管壁的摩擦是造成壓力損失的主要原因。根據(jù)卡門(mén)-普朗特爾經(jīng)驗(yàn)公式，在雷諾數(shù)時(shí)，使用管道為光滑管時(shí)，水流在水平直線高壓管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)的流阻系統(tǒng)為：

 

  公式(2)

 

高壓管道中雷諾數(shù)，其中μ為水的動(dòng)力粘度，ρ為水的密度，將其代入以上公式并化簡(jiǎn)，可得水流在水平直線高壓管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)的壓力損失為：

 

  公式(3)

 

 

在彎管中，管壁迫使水流的速度和方向發(fā)生改變，水流收到向心力的作用，容易產(chǎn)生脫流現(xiàn)象，形成旋渦而造成壓力損失。那么，當(dāng)彎管為標(biāo)準(zhǔn)的肘管時(shí)，流阻系數(shù)可取，則水流在經(jīng)過(guò)彎管時(shí)，高壓管道向噴嘴過(guò)渡時(shí)的壓力損失為：

 

  (公式4)

 

 

在流道發(fā)生斷面收縮時(shí)，流股先發(fā)生收縮，然后逐漸擴(kuò)散，在斷面后出現(xiàn)的局部分離脫流是造成壓力損失的主要原因，此時(shí)流阻系統(tǒng)ξ主要取決于發(fā)生變化前后流道橫截面積之比，截面積變化越大，流阻系數(shù)越大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)水流從大容器流入銳緣進(jìn)口的管道時(shí)，流阻系數(shù)為。因此，超高壓水流由穩(wěn)壓容器進(jìn)入高壓管道時(shí)壓力損失為：

 

  公式(5)

 

超高壓清洗機(jī)配套的高壓管道和高壓噴嘴的內(nèi)徑變化之比小于0.1時(shí)，流阻系數(shù)為0.49，所以水流在由高壓管道進(jìn)入高壓噴嘴時(shí)的壓力損失為：

 

  公式(6)

 

綜上所述，我們可以看出超高壓水射流在形成過(guò)程中，壓力損失主要是由水流從高壓管道進(jìn)入高壓噴嘴時(shí)流道發(fā)生斷面收縮引起。