制糖厂在生产过程中，其制糖设备如蒸发罐、加热器、结晶罐、饱充罐等各种管道和容器长时间使用内部会产生大量的污垢，厚度从几毫米到十几毫米，严重时还会把管路堵死。为了避免这种问题的发生，就需要对这些设备定期进行清洗。我们通过对化学清洗、机械清洗的比较，最终采用高压清洗机清洗结垢物。

 

高压清洗机工作原理是通过高压泵或增压器打出高压水，经高压管路到达喷嘴，通过高压喷嘴将高压低流速的水转化成低压高流速的射流(高压水射流)，利用高压水射流的强大冲击力冲击被清洗物体，把污垢剥离、清除，从而达到清洗的目的。所以高压清洗机适用于各种管道和容器中积垢的清洗。

 

在制糖厂管道中，其结垢物具有硬度高、附着力大的特点。所以必须要较高的能量密度才能使其破裂，当两条及以上的裂缝交叉时就会有碎粒剥落下来。

 

 

首先高压水射流对被破碎物体颗粒具有剥离作用，其次高压水射流作用在被破碎物体上时会在切力和拉力作用下产生破坏作用，最后被破碎物体在高压水射流的冲击作用力下裂缝及孔隙内被水渗入而产生破坏。

 

通过实验发现，在高压水射流冲击物体的初期，当高压水射流束最开始与结垢物表面接触时，冲蚀效果最好。高压水射流以极高的速度冲击固体表面，这种破坏主要发生在脆性物体内，高压水射流的冲击速度越大，产生的破坏也越大。当冲击速度较低时，物体的破坏程度只是和水射流端部的形状有关。冲击速度越低, 应力脉动时间也就越短，裂纹的长度也会随之变短；反之冲击速度越大，应力脉动时间也就越长，而裂纹则会有充分的时间扩展，因此破坏程度也就越大。

 

高压水射流对固体表面的破坏不仅是正向的冲击作用，而且有切向的冲蚀作用。当高压水射流射向固体壁后转为切向流，这种高速切向流挟带着被剥离下来的破碎物质一起冲刷表面，有利于提高清洗除垢的效果。此外，固体表面有裂痕时，射流就会产生水楔作用，从而扩大裂源，加速裂痕的发展，更有助于垢层的剥落，最终提高除垢的效果。

 

 

在高压清洗机的清洗过程中，高压喷嘴是最重要的组成部分。在同等压力及流量下，其清洗效果和速度取决于喷嘴的结构和加工质量，为了保证喷嘴内高压水的巨大能量能够有效并集中传输给垢层，喷嘴的选择上显得尤其关键。

 

通过对多种结构的喷嘴进行试验研究发现：

 

1、针对不同的工况，选择的高压喷嘴结构各异。

 

2、高压喷嘴到被清洗垢层的距离在喷嘴直径的150-300倍的范围内清洗效果较好。

 

3、用普通材质加工的喷嘴，如果采用热处理工艺，可大大提高喷嘴的使用寿命。

 

4、喷嘴内表面越光滑，阻力损失也就越小，射流清洗质量也随之提高，并且由于摩擦力的减小，也会提高喷嘴的寿命。

 

最后，我们通过对制糖厂的管道清洗实验结果以及成本等因素，决定对堵死的管道需要采用不锈钢单孔向前喷嘴，对未堵死的管道则采用45度锥角多孔向前喷嘴。孔的大小与数量取决于高压清洗机的工作压力和流量。