大直径超高压旋转水射流装置的研制及工程应用.pdf

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1、42FLUIDMACHINERYVo1．39，No．10，2011文章编号：1005—0329(2011)10—0042—03大直径超高压旋转水射流装置的研制及工程应用王永强，韩彩红，庞雷，巴胜富，陈正文(合肥通用机械研究院，安徽合肥230031)摘要：针对作业直径不小于300mm、工作压力不小于100MPa的旋转水射流装置从主要水射流动参数确定和超高压旋转密封结构人手进行研究，确定了喷嘴孔径、射流靶距、转速等典型的水射流动参数，并完成了100MPa和250MPa两个压力等级的旋转密封组件的结构设计，研制出以平面清洗器为基本形式的水射流装置，并在实际工程应用中体现出高效和安全的

2、特性。关键词：大直径；旋转水射流；工程应用中图分类号：文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．10．010DevelopmentandApplicationofLargeDiameterUltra—highPressureRotaryWaterJetDeviceWANGYong-qiang，HANCai-hong，PANGLei，BASheng—fu，CHENZheng-wen(HeifeiGeneralMachineryInstitute，Hefei230031，China)Abstract：Throughstudyofthewate

3、rjetdynamicalparametersandtheultra—highpressurerotarysealstructureofthedevicethoseoperatingdiameternotlessthan300mmandoperatingpressurenotlessthanIOOMPa，theapertureofnozzletip，targetdis—taneeandrotaryspeedaredetermined．Andtherotarysealstructureof100MPaand250MPapressureratingaredesigned．Itisp

4、rovedthatthedevicebasedonplanecleanertypearesafeandhadhigheficiencyduringapplication．Keywords：largediameter；rotarywaterjet；applicationl前言2．1喷嘴孔径射流打击力是作业效果的决定性因素，国外随着高压水射流应用领域的拓宽，用户对水学者在大量理论研究和试验的基础上提出了最大射流高效作业、操作安全省力等方面的期待日益打击力的经验公式⋯：迫切，旋转水射流因具备上述优势必将成为应用Fm==120(p／100)d。。(1)领域的主角。但与单束射流相比，喷嘴

5、数量、射流式中F——最大射流打击力，N流场特性及结构形式等都发生了变化，而且必须P——射流压力，MPa引入可行、可靠的旋转密封技术。以压力d——喷嘴出口直径，mm100MPa、流量130L／min和压力250MPa、流量由式(1)可见，喷嘴孔径和压力的增加都会50L／min2组功率同为250kW、具有应用代表性获得更大的打击力，但喷嘴孔径的变化对打击力的水射流参数为目标研发出了作业直径不小于的影响比压力的变化更为明显，而且对于旋转射300mm、以平面清洗器为基本形式的多种超高压流而言，需要使用多只喷嘴，这就使合理选择喷嘴旋转水射流装置。上述第1组参数主要用于清洗孔径变得非常重要

6、。分别针对清洗和除锈的工工况，第2组参数则偏重于除锈、除漆工况。况，采用0．3～0．7ram不同孔径的喷嘴(每增加0．05mm为一种试验喷嘴)在混凝土地面和锈钢2主要水射流动参数的确定板上进行打击力试验，得出了2种工况理想打击力的最小孔径，清洗工况下的最小孔径为0．6ram，收稿日期：2011—04—222011年第39卷第l0期流体机械43除锈工况的最小孑L径为0．45mm。理想打击力的速数值不能一概而定，只能说作业难度小的转速判定：采用小于最小孔径的喷嘴，打击力明显减可以相对高些。不能忽视的一点，转速过高会使小；采用大于最小孔径的喷嘴，打击力增加不显射流雾化，严重影响射流的

7、打击力，同等压力下，著。以喷嘴的最小孑L径为基础，根据流量和压力喷嘴孔径越小越容易出现雾化。通过对大多数工参数可计算出喷嘴的数量。程作业研究表明，射流旋转的线速度应当控制在2．2射流靶距70m／s以内J。笔者按清洗工况旋转直径喷嘴出流口与工件作业面之间的距离称之为lO00mm、除锈工况旋转直径300mm进行了大量靶距。通常把射流对物体表面打击力最大时的靶的试验研究，得出理想的转速为500～600r／min。距称为最佳靶距，了解最佳靶距与射流基本参数间的关系，有利于确定射流作业的最佳工况。对3