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首頁（yè） > 技術文章

空化射流清洗技（jì）術的（de）原理介紹

時間：2015-03-20     來源（yuán）： 北京www.91潔清潔設（shè）備有限公司

空化射（shè）流（liú）清洗技術是將空化作用引入水射（shè）流技術中而形成的新型水下設施清洗技術。通過控製壓力、流速等參數（shù）使（shǐ）水流束經過空化噴嘴（zuǐ）時產生大量的空化泡，利用空化泡在材料表麵的狹小區域內潰滅產生高達140～170 MPa的微射流衝擊，達到清理設施表麵附著物和汙垢層的目的。相（xiàng）對其它清洗技術，該技術不但具（jù）有（yǒu）高效、節能、環保、安全（quán）等（děng）優點，而且具（jù）有不傷害（hài）設施母材，極少或者完全不傷害完整防腐層的顯著（zhe）優勢，可對船（chuán）舶螺旋槳等設備薄片（piàn）區域進行合理有效的清洗。下麵主要介紹空（kōng）化（huà）射流清洗技術的原理。
 
空化射流清洗技術的原理介紹：
 
收縮擴張（zhāng）管空化泡形成過程（chéng）
 
空化是（shì）由於液（yè）流係統的局部低壓(低於相應溫度下該液體的飽和蒸氣壓)使液體（tǐ）蒸發而形成（chéng）的空（kōng）化泡(即氣（qì）核，半徑（jìng）一般（bān）在20 μm以下)爆發性生長的描述。假設收縮段上下遊壓力（lì）分別為（wéi）P1和P2，收縮（suō）段壓力為Pc，水流速度為Vc，當Pc降至（zhì）當地的水（shuǐ）飽和蒸汽壓力Pv，即Pc≤Pv 時，在（zài）收縮段內局（jú）部低壓（yā）區將產生空化，空化泡在收縮截麵的邊（biān）界層內孕育並形（xíng）成，在低壓區內獲得成長。可見，空化的實質即是流體在動力和熱力的（de）聯合作（zuò）用下，液體介質局部的液～氣相（xiàng）變過程。
 
空化（huà）數是用於判斷空化是否發生的無量綱臨界參數。壓力和流速是空化發生的主要（yào）影響因素，在高圍壓的淹沒空化射流下，如空化射流在水下的（de）清洗作業，空化數的計（jì）算式可以簡化表示為下遊壓力與噴嘴總（zǒng）壓差的商：σ＝P2/(P1－P2)。當σ≤1時，可以產生（shēng）空化作用；當σ≤0.5 時，可（kě）以產生穩定的空化射流。
 
當（dāng）水在高速流動中局部絕（jué）對壓力降至當地溫度下的飽（bǎo）和蒸汽（qì）壓時（shí），溶（róng）解在水中的空（kōng）氣（qì）釋放（fàng）出來，形成許多微小的空化泡，空化泡潰滅（miè）引（yǐn）起強大的微射流衝擊（jī）。空化射流就是人為地使水射（shè）流束中產生高密度空化泡，利用大量的空化泡在物體表麵局部微小區域潰滅產生的強大微射（shè）流衝擊力而達到清洗設施的堅硬（yìng）汙垢（gòu）和附著海生物的目的。如下圖：
 
空化泡（pào）破裂過程
 
近球形空化泡隨射流運動到固體表麵附近，淹沒射流在固體（tǐ）表麵形成一層橫向漫流，使空化（huà）泡距固體（tǐ）表（biǎo）麵較遠側的液體壓力低（dī），向心（xīn）運動速度較其他部分慢，空（kōng）化泡在向固體表麵運動的過程中，其近表麵側與固體表麵的距離基本不變。忽略液體粘性的影響，空化泡為保持動量守恒，必須做加速運動，遠表麵側向內凹進，靠近近（jìn）表麵側，空化泡因此被穿透形成指向固體表麵、高（gāo）速度（dù）、破壞力強的微射流。
 
國外專家Hammit通過計算和實驗測量得出：遊（yóu）移型空化泡潰滅時，近壁處微射流速度可達70～180 m/s，在（zài）物體表麵產（chǎn）生的衝擊力高達140～170 MPa，微射流直徑約為2～3 μm，表麵受（shòu）到微射流衝擊次（cì）數約為100～1000次（cì）/(s•cm²)。
 
在空化作用中，空（kōng）化泡潰滅（miè）瞬間產生極短暫的強壓（yā）力脈（mò）衝，氣泡周（zhōu）圍微小空（kōng）間形成局部熱點產生極端高溫、高壓，同時伴隨產生複（fù）雜的物理反（fǎn）應、化學（xué）反應、機（jī）械作用、電化學作用和熱作用。衝擊壓力高達140～170 MPa的微射流大部分（fèn）直接或者間接作用在設施表麵的海生物汙垢層上，使海生物汙垢（gòu）從材料表麵分離下（xià）來，從而起到清洗作用。
  • 標簽：
  • 空化射流（liú）
  • 清洗技術
  • 原理介紹
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