水刀技術的原理、分類與前沿應用
水刀,學名為超高壓水射流切割技術,是上世紀70年代興起,并于90年代逐漸成熟的一項革命性冷態切割工藝。它利用每秒數百米乃至上千米的高速水流,或混合磨料后的射流,對材料進行切割、清洗、破碎和剝除。其核心原理在于將水的勢能通過超高壓泵或增壓器轉化為極高的動能,通過精細的寶石噴嘴噴射而出,形成一道凝聚而穩定的...
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水切割機射流從噴嘴射出的解析描述
水切割機在流體射出噴嘴的過程中,除了壓縮性起作用外,液體與噴嘴壁之間及液體內部之間的摩擦也在起作用。考慮到摩擦的存在,射流橫斷面的流速大小就不一樣,從噴嘴內壁到射流中心,射流速度由零逐漸增大,在軸心處達到最大值。不計摩擦和液體收縮的損失,液體無摩擦的理想流速計算材料破壞過程的一個重要因素。流體滲入微...
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水刀射流的穩定性
水刀作為一個有效的作業工具,射流自噴嘴噴出必須凝聚,當射流脫離噴嘴,空氣立即作用在其邊界,試圖減少射流的速度,這種空氣阻力的阻滯作用引起射流的擴散,常使人們對射流質量造成錯覺,射流中心核在沖擊靶件表面時成了主要的射流作用,顯然,控制靶距能有效減小這種空氣阻力的阻滯作用,在最佳工況下良好的噴嘴設計,其...
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水切割機材料的失效形式
水刀射流的微觀破壞機理
射流作用于物體表面,破壞物體表面原有結構和狀態,從而達到射流清污、剝層及切割等功效,射流對物體材料的破壞作用過程及機理極其復雜。這一過程不僅與射流及作用條件有關,而且與作用材料的性質密切相關。目前,對這一過程還不十分了解,有許多問題還有待進一步研究。但盡管如此,目前的研究成果已能使我們對這一過程有一...
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水切割機射流速度衰減的理論解析
水刀射流的穩定性
作為一個有效的作業工具,水刀射流自噴嘴噴出必須凝聚,當射流脫離噴嘴,空氣立即作用在其邊界,試圖減少射流的速度,這種空氣阻力的阻之作用引起射流的擴散,常使人們對射流質量造成錯覺.射流中心核在沖擊靶件表面時成了主要的射流作用,顯然,控制靶距能有效減小這種空氣阻力的阻滯作用,在最佳工況下良好的噴嘴設計,其...
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水切割機射流結構
由水切割機噴嘴出口至轉折面區域。射流一離開噴嘴就與環境介質發生劇烈的動量交換和紊動擴散,但仍有一部分處于中心線附近的射流介質保持噴嘴出口初始速度,這部分介質組成了等速核心,是射流的精華。在等速核心的內部不存在橫向部分或縱向的速度梯度,各點的速度大小、方向均相同,因此它屬于一種有勢流動(無旋運動),等...
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