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首頁 > 技術文章

高壓水射流技術的特性及廣泛適用性

時間:2013-03-17     來源: http://m.asiacapital.com.cn

近幾十年來,隨著科學技術的快速發(fā)展,人類發(fā)現了給液滴賦予比自由落體運動大得多的打擊能量,這使得漫長的水滴石穿現象得以在瞬間便可以完成,這就是水射流。然而,為了提高效率,科技又通過機械進一步將水增壓,并使它從直徑很小的噴嘴中噴出,形成一束高速、連續(xù)的水流束,也就是高壓水射流。
 
高速射流本身具有較高的剛性,在與靶物碰撞時,產生極高的沖擊動壓(P=PVC)和渦流的形成,從微觀上看相對于射流平均速度存在著超高速區(qū)和低速區(qū)(有時可能為負值),因而高壓水射流表面上雖為圓拄模型,而內部實際上存在剛性高和剛性低的部分,剛性高的部分產生的沖擊動壓使傳播時間也減少,增大了沖擊強度,宏觀上看起快速楔劈作用,而低剛度部分相對于高剛度部分形成了柔性空間,起吸屑、排屑作用,這兩者的結合正好象使得其切割材料時猶如一把軸向“鋸刀”加工。
 
噴嘴孔型及射流結構
 
高速水射流破壞材料的過程是一個動態(tài)斷裂過程,對脆性材料(如巖石)等主要是以裂紋破壞及擴散為主,而對塑性材料則符合最大的拉應力瞬時斷裂準則,即一旦材料中某點的法向拉應力達到或超過某一臨界值oy 時,該點即發(fā)生斷裂。根據彈塑性力學,動態(tài)斷裂強度與靜態(tài)斷裂強度相比要高出一個數量級左右,主要是因為動態(tài)應力作用時間短,材料中裂紋來不及發(fā)展。因而這個動態(tài)斷裂不僅與應力有關,還與拉伸應力的作用時間相關。
 
因此,我們可以看出高壓水射流技術的應用領域將是十分廣泛的,它給我們帶來了的一種全新的途徑。
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  • 高壓水射流
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