高壓自旋轉(zhuǎn)噴頭的參數(shù)分析與應(yīng)用

顧振興 王金娥

摘 要：介紹了小型自旋轉(zhuǎn)噴頭的工作原理和性能，論述了高壓水射流清洗技術(shù)中與噴嘴相關(guān)的性能參數(shù)，根據(jù)相關(guān)公式確定各個參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系，為進(jìn)一步開展旋轉(zhuǎn)噴頭噴射性能的試驗研究提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高壓；小型；噴頭；自旋轉(zhuǎn)；脈沖水射流

扇形噴頭提供連續(xù)射流，利用高壓水射流的沖擊、擠壓和剪切等作用，可以快速清洗物體表面的污垢，是一種常見的清洗機(jī)附件，旋轉(zhuǎn)噴頭則是提供脈沖射流，具有交變打擊力，除了和固定噴頭有類似的特性外，其射流覆蓋面明顯更大，具有更明顯的疲勞破壞效應(yīng)，還可以避免連續(xù)射流的水摯現(xiàn)象，是一種更加高效的清洗機(jī)附件。

1 噴頭類型

1.1 扇形噴頭

扇形噴頭所噴出的射流在平面上形成一條線 （圖 1），當(dāng)z軸距離一定的情況下，扇形噴頭的噴射夾角決定這條線的寬度，當(dāng)在 x .y 坐標(biāo)平面內(nèi)左右移動時，其軌跡是由多線組成的一個平面。

1.2 旋轉(zhuǎn)噴頭

旋轉(zhuǎn)噴頭所噴出的射流在平面上形成一個圓形軌跡 （圖2） ，當(dāng)z軸距離一定的情況下，旋轉(zhuǎn)噴頭的噴射夾角決定這個圓的直徑，由于是脈沖射流，會形成一個多次旋轉(zhuǎn)重疊的圓柱面 （圖 3），當(dāng)在 x .y平面內(nèi)左右移動時，則會形成一個個重疊的圓平面 （圖4） 。

2 旋轉(zhuǎn)噴頭的工作原理

壓力水從接頭進(jìn)入噴頭，通過分水盤切向水孔進(jìn)入外殼內(nèi)腔，經(jīng)小孔射流的壓力水使腔內(nèi)水流高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動放置在內(nèi)腔中的偏心噴嘴，繞著軸線旋轉(zhuǎn)， 密封環(huán)墊可以減少摩擦力，最后水從噴嘴中射出，形成高壓螺旋狀水流。

3 噴嘴射流運動的主要參數(shù)

3.1理論射流速度和流量

對連續(xù)射流，應(yīng)用伯努利方程，忽略兩點之間的高度差。

4 旋轉(zhuǎn)噴頭的應(yīng)用

與扇形定噴頭相比，水射流覆蓋面增大，分布更均勻，清洗效果更好，清洗效率顯著提高，所以它特別適用于各類面積較大和表面污垢較難清除的場所，如汽車表面， 泳池瓷磚，院子地面，廣場地面和建筑物外墻等等。

5 結(jié)語

通過對小型高壓水射流旋轉(zhuǎn)噴頭的理論分析和實踐證明，相對于固定的扇形噴頭，相同的清洗工況，可以減少水的用量，提高清洗的效果和效率，節(jié)約成本，從而體現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)噴頭的優(yōu)勢，為廣泛的推廣和使用旋轉(zhuǎn)噴頭提供理論和實際依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛勝雄等，高壓水射流技術(shù)工程[M].合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2006.