空化射流打击效果的影响因素

空化射流技术是将空化作用引入到高压水射流而形成的一种高压水射流技术，同等条件下空化射流更具破碎和切割能力。其原理是通过控制压力、流速等参数使水流束经过空化喷嘴时产生大量的空化泡，利用空化泡在材料表面的狭小区域内溃灭产生高达140～170 MPa的微射流冲击，达到清理设施表面附着物和污垢层的目的。实验表明喷嘴型号、打击时间、入口压力等都对打击效果有不同程度的影响。本文主要分析影响空化射流打击效果的影响因素。



1、喷嘴对比

喷嘴型号主要分为角形喷嘴和锥形喷嘴，角形喷嘴扩散段加强了喷嘴出口射流与周围水的剪切作用，产生更多的空化泡，打击面成环状分布。相同条件下，角形喷嘴的空化射流打击效果优于锥形喷嘴。

2、时间对比

在相同喷嘴、压力和靶距的条件下，打击时间5min和10min效果相近，随着打击时间增加，空蚀面积逐渐增大。15min以后，增加打击时间效果变化不明显，所以空化射流打击过程中最优时间为5min.

3、压力对比

实验使用角形喷嘴打击5min，入口压力为5MPa时打击效果不明显；在10MPa时，打击效果最好，为最优打击压力；15和20MPa时空蚀点较少。

4、靶距对比

对同一喷嘴不同入口压力条件下的靶距和打击效果进行对比，结果显示入口压力为10MPa时，靶距为20d效果最好；入口压力为15MPa时，靶距为30d效果最好。



实验结果综述：对于一个固定角形喷嘴存在最优打击时间为5min；不同入口压力对应不同的最佳靶距。空化射流中喷嘴的几何特征对空化效果的影响很大，角形喷嘴扩散段长度对空化效果有影响，扩散段越长，空化效果越好，角形喷嘴的空化效果远优于锥形喷嘴。

具体原理是将空化作用引入水射流技术中而形成的新型水下设施清洗技术。通过控制压力、流速等参数使水流束经过空化喷嘴时产生大量的空化泡，利用空化泡在材料表面的狭小区域内溃灭产生高达140～170 MPa的微射流冲击，达到清理设施表面附着物和污垢层的目的。