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超高壓水射流形成過程中壓力損失的理論分析
時間：2012-11-15 來源： http://m.ucarehearing.com
超高壓水射流在形成過程中的流動可以分為三類：即水流在水平直線管道中的流動
、水流在彎管中的流動以及水流在流道斷面收縮處的流動。水流在高壓管道中的流動屬于第一種情況
，而水流由高壓管道向噴嘴過渡的流動屬于第二種情況，最后水流由高壓水發(fā)生設備進入高壓管道以及高壓管道進入高壓噴嘴時的流動屬于第三種情況
。
令水流在高壓管道和噴嘴中的速度分別為 
和 υ
和 υ，高壓管道和噴嘴的內(nèi)徑分別為 
和 d，長度分別為 
和 l
公式(1)
和 d，長度分別為 和 l，則由連續(xù)方程可以得出：
公式(1)一、水流在水平直線高壓管道中運動時的壓力損失
水流在水平管道中運動時
，由于水流的粘性，水流與管壁的摩擦是造成壓力損失的主要原因
。根據(jù)卡門-普朗特爾經(jīng)驗公式，在雷諾數(shù)
時
公式(2)
時，使用管道為光滑管時，水流在水平直線高壓管道中運動時的流阻系統(tǒng)為：
公式(2)高壓管道中雷諾數(shù)
公式(3)
，其中μ為水的動力粘度，ρ為水的密度，將其代入以上公式并化簡，可得水流在水平直線高壓管道中運動時的壓力損失為：
公式(3)二、水流在彎管中運動時的壓力損失
在彎管中，管壁迫使水流的速度和方向發(fā)生改變，水流收到向心力的作用
，容易產(chǎn)生脫流現(xiàn)象，形成旋渦而造成壓力損失。那么
，當彎管為標準的肘管時，流阻系數(shù)可取
(公式4)
，則水流在經(jīng)過彎管時，高壓管道向噴嘴過渡時的壓力損失為：
(公式4)三
、水流在流道發(fā)生斷面收縮時的壓力損失
在流道發(fā)生斷面收縮時
，流股先發(fā)生收縮，然后逐漸擴散
，在斷面后出現(xiàn)的局部分離脫流是造成壓力損失的主要原因，此時流阻系統(tǒng)ξ主要取決于發(fā)生變化前后流道橫截面積之比
，截面積變化越大，流阻系數(shù)越大
，實驗結果顯示，當水流從大容器流入銳緣進口的管道時
，流阻系數(shù)為
。因此
公式(5)
。因此，超高壓水流由穩(wěn)壓容器進入高壓管道時壓力損失為：
公式(5)超高壓清洗機配套的高壓管道和高壓噴嘴的內(nèi)徑變化之比小于0.1時，流阻系數(shù)
為0.49
公式(6)
為0.49，所以水流在由高壓管道進入高壓噴嘴時的壓力損失為：
公式(6)綜上所述，我們可以看出超高壓水射流在形成過程中
，壓力損失主要是由水流從高壓管道進入高壓噴嘴時流道發(fā)生斷面收縮引起。
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- 超高壓水射流