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工业锅炉高压水射流清洗喷嘴的合理结构设计

更新时间:2023-12-14   点击次数:2179次
  喷嘴是流体射流的发生元件,它不但要把高压水的静压转换为水射流的动压,而且要保证射流有良好的流动特性和动力性能。实际经验告诉我们,水射流喷嘴瞬时所传输的功率最高可达105kW。因此,喷嘴的能量传输效果是清洗工艺的技术关键问题。
 
  喷嘴的设计至关重要,这是因为高压清洗机的压力及流量确定之后,高压水的能量最终通过喷嘴的作用产生。我们都知道,只有充分利用能量,才能提高清洗效果,而喷嘴的合理设计可以提高高压水射流的清洗质量。由于喷嘴如此重要,所以我们把对喷嘴的研究作为一项长期的工作来进行。例如我公司采用间歇涡环模型描述射流流场的动力结构特性,并以此来优化设计喷嘴形状和结构尺寸,通过计算及试验,设计出喷嘴内流过渡曲面为椭球面,而出口形状为锥面结构的喷嘴。这种喷嘴可以获得良好的水射流动力特性,比一般的喷嘴性能提高30%以上。
 
  经验告诉我们,在工业锅炉清洗中应尽量采用较低压力的高压清洗机,这对锅炉设备及操作人员的安全都有好处。我国目前用于工业锅炉清洗的高压清洗机压力一般在100MPa,但是由于没有考虑到喷嘴设计的合理性,同时种类又少,造成能量转化损失较大,这就是为什么国产高压清洗机只能做一般清洗,而对坚硬的垢物难以清洗掉,关键的问题就是忽视了喷嘴的设计和管路系统的设计。
 
  在清洗工程中,我们对国产高压清洗机和进口高压清洗机进行过比较,配备了不同的喷嘴,其清洗和除垢效果相差甚为悬殊。因此,我公司对喷嘴的研究非常重视,把改善各类喷嘴的设计计算与实验测定等环节密切结合,优化喷嘴的几何造型及动力性能参数,以取得较高的能量传输效率。
 
  另外,我公司解决了目前国内外存在的由于调整工作压力而造成的高压水溢流问题,避免了能量损失,大大提高了高压清洗机能量利用率,使清洗机性能大为提高。