在高壓水射流清洗中,噴嘴的作用是將高壓力低流速的水轉(zhuǎn)化為低壓力高流速的射流。噴嘴的性能將直接影響射流水力性能和工件的清洗質(zhì)量,所以在設(shè)計制造高壓清洗機中,正確、合理地選擇噴嘴的類型及確定噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù),是一個極其關(guān)鍵的問題。
一般在高壓清洗機設(shè)計中,首先根據(jù)類比或試驗方法確定系統(tǒng)的壓力和流量,隨后便可按照估算法對清洗機噴嘴參數(shù)進行計算。
高壓清洗機噴嘴參數(shù)選擇方法—估算法:
這種方法主要由流量連續(xù)性方程和能量守恒方程來確定噴嘴截面積:
Q=A•V=常數(shù) [不考慮泵到噴嘴的流量損失] 公式(1)
公式(1)中:Q —柱塞泵流量,m³/s;
A —噴嘴截面積,㎡;
V —噴嘴處流速,m/s。

公式(2)
公式(2)中:

—噴嘴上游某斷面的壓力,Pa;

—噴嘴出口處壓力,Pa;

—噴嘴上游某斷面的流速,m/s;

—噴嘴出口處流速,m/s;

—噴嘴上游的某斷面到噴嘴出口處的壓力損失,Pa;
r —清洗液重度,N/m³;
g —重力加速度,取g=9.81m/s²。
取柱塞泵出口和噴嘴出口兩斷面,則

=0,

=

,

=
V,

=0;即可得出:

公式(3)

公式(4)
將公式(4)代入公式(1),便可確定噴嘴截面積。
公式(4)中:

—高壓清洗機的工作壓力,Pa;

—高壓清洗機的壓力損失,Pa。
為簡化起見,我們假定不考慮壓力損失,公式(4)便簡化為:

公式(5)
公式(5)中:K —清洗液性質(zhì)有關(guān)的系數(shù),對于清水,K=22.36N/(m/s)。
舉例說明:高壓清洗機的工作壓力

= 7MPa,流量
Q = 0.55m³/h,工作介質(zhì)為清水。則與其匹配的噴槍噴嘴截面積應(yīng)為
A = 1.291mm²。若噴嘴出口為圓截面,則其出口直徑
d = 1.28mm。