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超高压水射流初始参数的确定及压力损失分析
时间:2012-11-23 来源:
我们以喷嘴口径为0.2mm为例,分析超高压水射流形成过程中的压力损失,根据实验所用水射流设备的结构参数,将其代入到下列公式:
![水流在水平直线高压管道中运动时的压力损失公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/830ae4fb80de4ddd4de1fa1e36371008.jpg)
![高压管道向喷嘴过渡时的压力损失公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/aea22d2a3e3cf077a0f07d8e2260033a.jpg)
![超高压水流由稳压容器进入高压管道时压力损失公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/6d9a074d0b1f5f0b23a2016a67b05fc5.jpg)
![水流在由高压管道进入高压喷嘴时的压力损失公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/34bb923cc66e2cc7ac53768cdda64834.jpg)
可得出:
![p1公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/f4e09565e2175d17298eaf01cc20c302.jpg)
![p2公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/016487ddab0d7fd5e56de02c2c78b499.jpg)
![p3公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/afca7f4aad379e1a37471fcbb57c6aba.jpg)
![p4公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/1078c30e49bd29b5df24d93cc70594d3.jpg)
以上四个公式进行比较后,可以看出
远大于
,
,
。由此可以认为,在超高压水射流形成过程中,压力损失主要是由水流从高压管道到高压喷嘴时流道发生断面收缩引起的,即超高压水射流形成过程中压力损失可以表示为:
![p4](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/663d0ae5caff88a53ada552bb9c95d6e.jpg)
![p1](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/b1063884ea6a6af090669841e964de9a.jpg)
![p2](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/7cc8f64657c5f1a3f977ed39f981fa23.jpg)
![p3](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/f11fdca09f74c36920a63e8bb1b3d08f.jpg)
![超高压水射流形成过程中压力损失公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/53a3db33e6452b6c7d607a217b7dc142.jpg)
根据以上分析得出,超高压水射流形成过程中的压力损失与高压水射流有明显的不同,其主要原因是超高压水射流所用管道与喷嘴口径的变化比高压水射流大得多。通过公式(1)和公式(4)对比后可以看出,管道与喷嘴口径变化增大,使得水流在水平管道中的流阻系数减小,从而使水流由管道进入喷嘴发生断面收缩时的流阻系数增大。在另一方面,水流在喷管和喷嘴中速度变化会增大,这使得水流在水平管道中流动时损失的压力相对更小,而水流由管道进入喷嘴发生断面收缩时损失的压力相对更大,所以在超高压水射流形成过程中,水流由管道进入喷嘴发生断面收缩是造成压力损失的主要原因。
水射流的滞止压力
由下列公式确定:
![p.](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/8a7ac9c0a3117cf4b478d07643187f40.jpg)
![水射流的滞止压力公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/7c6a526fecf6272438f609c9187ff6a6.jpg)
由公式(9)(10)可以确定稳压容器中超高压水流的初始压力
:
![超高压水流的初始压力](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/727c3a4428a74c1c56d76f995b92183f.jpg)
![超高压水流的初始压力计算公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/301421a45a32c1824d23fe8f2142f751.jpg)
根据水射流的滞止压力
和平均流量 q ,可以确定水射流的功率 P :
![p.](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/8a7ac9c0a3117cf4b478d07643187f40.jpg)
![水射流的功率计算公式](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/5edf12f056668f3779a31b29f28d6aa3.jpg)
通过以上分析可以确定所研究的超高压水射流初始参数如下:
![超高压水射流初始参数](/d/file/zhongwen/jswz/gyqxj/d026a7d22357b9f46ae0803a8364dd29.jpg)
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