高壓水射流鍋爐清洗水力學(xué)
鍋爐清洗中,應(yīng)盡量采用較低壓力,這對(duì)鍋爐設(shè)備及操作人員的安全都有好處。國外用于清洗的設(shè)備壓力一般都在100MPa以上,鍋爐清洗功率一般在150kW左右,國外靠高壓力、大功率來獲得理想的清洗效果,這樣造成能耗大。而國內(nèi)設(shè)備壓力偏低,壓力一般在50MPa,不但沒有考慮到噴嘴設(shè)計(jì)的合理性,同時(shí)種類又少,能量轉(zhuǎn)化損失大,因此只能做一般清洗,對(duì)堅(jiān)硬的垢物難以清洗掉,這里關(guān)鍵的問題是忽視了噴嘴的設(shè)計(jì)和管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。水射流工作系統(tǒng)中的壓力、射流速度、流量和噴嘴直徑是四個(gè)重要參數(shù),這四個(gè)參數(shù)與泵站參數(shù)有關(guān),且受其控制噴嘴的設(shè)計(jì)非常重要,因?yàn)橄到y(tǒng)參數(shù)確定之后,高壓水的能量通過噴嘴的作用產(chǎn)生。所以,合理地設(shè)計(jì)噴嘴可以提高水射流質(zhì)量,只有充分利用能量,才能提高清洗效果。噴嘴是流體射流的發(fā)生元件,它不但要把高壓水的靜壓轉(zhuǎn)換為水射流的動(dòng)壓,而且要保證射流有良好的流動(dòng)特性和動(dòng)力性能。水射流噴嘴瞬時(shí)所傳輸?shù)墓β首罡呖蛇_(dá)105kW,因此,噴嘴的能量傳輸效果是清洗工藝的技術(shù)關(guān)鍵問題。
由于噴嘴如此重要,所以我們把對(duì)噴嘴的研究作為一項(xiàng)長期的工作來進(jìn)行。例如:我們采用間歇渦環(huán)模型描述射流流場(chǎng)的動(dòng)力結(jié)垢特性,并以此來優(yōu)化設(shè)計(jì)噴嘴形狀和結(jié)構(gòu)尺寸,一種新型結(jié)構(gòu)的噴嘴,突破了一般的分析方法,通過計(jì)算及試驗(yàn),設(shè)計(jì)出噴嘴內(nèi)流過渡曲面為橢球面,而出口形狀為錐面結(jié)構(gòu)的噴嘴,能獲得良好的水射流動(dòng)力特性,其特性比通常方法設(shè)計(jì)的噴嘴性能提高30%以上。我們還根據(jù)不同清洗對(duì)象設(shè)計(jì)出淹沒型、霧化型、剪沖型、聚能型等各種不同功能的噴嘴,以滿足不同的清洗要求。在清洗工程中,我們的清洗機(jī)和國外清洗機(jī)進(jìn)行過比較,配備不同的噴嘴,其清洗和除垢效果相差甚為懸殊。因此,我們對(duì)噴嘴的研究非常重視,把改善各類噴嘴的設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測(cè)定等環(huán)節(jié)密切結(jié)合,優(yōu)化噴嘴的幾何造型及動(dòng)力性能參數(shù),以取得較高的能量傳輸效率。
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