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首頁 > 技術(shù)文章

高壓清洗機在鑄件清砂應(yīng)用中的主要力學(xué)參數(shù)介紹

時間:2012-06-05     來源: http://changhenf.cn

高壓清洗機是一種新型的高壓清洗設(shè)備,清砂主要是靠高壓水射流的沖刷、楔劈及切割作用來實現(xiàn)的。當(dāng)砂型(芯)強度較低時,噴射的水流依靠其沖擊力,大面積地將型砂破碎削落;當(dāng)砂型(芯)強度較高時,射流像一把利斧將砂型(芯)劈開。水流沖刷作用的大小主要由噴射水流的緊密程度和流量來決定,而劈切作用主要取決于噴射水流的壓強大小。所以若要得到合理的清砂效果,必須協(xié)調(diào)壓強和流量的關(guān)系。除此之外,高壓水射流的噴射距離和軸心速度也會對清砂效果產(chǎn)生一定的影響。下面我們主要來介紹一下這四個參數(shù)。
 
一、高壓水射流的最佳噴射距離
 
經(jīng)過試驗證明,高壓水射流的沖擊力是噴射距離的函數(shù),即 P = ƒ(L)。它可以用 P/PmaxL/do 的量綱函數(shù)來表示,函數(shù)的曲線如圖所示。其中 L 表示噴嘴直徑,Pmax 為最大沖擊力。由圖可以看出,最佳距離應(yīng)在曲線最高點(L/do=200)處,若噴嘴直徑為6mm,則最佳噴射距離 L = 200×6 = 1200mm。
 
高壓水射流最佳噴射距離關(guān)系曲線示意圖
 
二、高壓水射流的軸心速度
 
高壓水射流在橫斷面上各點的速度是不同的,特點是中間高,四周低。高壓水射流的軸心速度會直接影響清砂效果。在水射流軸心方向上的等速核速度是不變的,其速度可用如下公式(1)計算:
 
高壓水射流在軸心方向上的等速核速度計算公式  公式(1)
 
公式(1)中 υo—等速核速度,m/s;
            ∅—噴嘴處的流速系數(shù),取0.96;
           Po—噴嘴處的水壓,Pa;
           ρ—水密度,kg/m³。
 
在噴嘴處水的壓力為20 MPa時,可通過計算得出 υo = 192m/s。
 
在水射流基本段內(nèi),軸心方向的速度是變化的,其結(jié)果可由公式(2)計算得出:
 
高壓水射流在鑄件清砂應(yīng)用中的軸心速度計算公式  公式(2)
 
公式(2)中 υm—基本段水射流斷面平均速度,m/s;
           do—噴嘴直徑,m;
            L—斷面至噴嘴的距離,m。
 
當(dāng)噴嘴直徑為6 mm,噴嘴處速度為192m/s時,距噴嘴1.2m處高壓水射流斷面的軸心速度為82.17m/s。
 
三、高壓水射流清砂的沖擊力
 
如果高壓水射流以82.17m/s的速度射到鑄件上,那么射流最大沖擊力可由公式(3)計算得出:
 
高壓水射流最大沖擊力計算公式  公式(3)
 
當(dāng) do = 6mm,Po = 20MPa時,Pmax = 565.2N。
 
在距噴嘴1.2m處的射流沖擊力可由公式(4)計算得出:
 
高壓水射流清砂的沖擊力計算公式  公式(4)
 
計算得出 P = 553.9N。
 
四、高壓水射流的流量
 
高壓水射流的流量可由公式(5)計算得出:
 
高壓水射流清砂的流量計算公式  公式(5)
 
按以上條件計算可得出 Q = 19.5m³/h。
 
根據(jù)以上的四個參數(shù)表明,高壓清洗機要選擇合適的參數(shù),才能實現(xiàn)更高效的清砂作業(yè)。高壓清洗機以其特殊的優(yōu)點、操作的簡便和對環(huán)境的無污染已經(jīng)受到越來越多企業(yè)的重視。
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  • 鑄件清砂
  • 高壓清洗機
  • 高壓水清洗機
  • 高壓水射流清洗機
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