高压清洗机喷嘴内表面质量对喷嘴效率的影响

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。之前我们介绍了《高压清洗机喷嘴流速对效率的影响》，下面主要介绍高压清洗机喷嘴内表面质量对喷嘴效率的影响。

喷嘴内表面质量主要体现在加工粗糙度上，加工越粗糙，液流流动阻力越大，于是，形成比较大的压力损失。

加工粗糙度如下图所示：
 
液流在内表面上流动，其摩擦阻力用压力损失 Ps 来表示，其表达式如公式(1)所示。

  公式(1)

公式(1)中：Ps —高压水密度，kg/m³；
           Vs —高压水流速，m/s。

公式(1)中β阻抗系数越大，压力损失 Ps 也越大。阻抗系数β值走向如下图所示：



由上图可见，粗糙度 ζ 值越大，喷嘴内孔任意直径 d₁ 越小，阻抗系数β值越大，故在喷嘴内孔设计及加工时，一定要求比较高的内表面精度，或者要求比较严格的表面粗糙度。综合以上分析，基本上可以得出以下的结论：喷嘴的直径和高压水泵工作压力的增加可以使喷嘴工作效率下降8%左右，喷嘴流道结构设计有误，将使射流由连续射流变成断续射流，而且射流严重折射和紊乱，喷嘴效率下降值可达20%，它是效率下降的主要要素。喷嘴内表面加工质量对效率的影响通常也达到5%左右。上述几项总和可使喷嘴的工作效率下降约1/3。

综上所述，我们可以看出在只有几厘米的直径和长度，同时只有几毫米孔径的喷嘴中竞有如此大的压力下降和效率损失。因此我们不得不对此高压清洗机喷嘴进行高度重视和深入研究，以求减小损失，提高喷嘴效率乃至整机的工作效率。