高壓自旋轉噴頭的參數分析與應用

顧振興 王金娥

摘 要：介紹了小型自旋轉噴頭的工作原理和性能，論述了高壓水射流清洗技術中與噴嘴相關的性能參數，根據相關公式確定各個參數的內在聯系，為進一步開展旋轉噴頭噴射性能的試驗研究提供了參考依據。

關鍵詞：高壓；小型；噴頭；自旋轉；脈沖水射流

扇形噴頭提供連續射流，利用高壓水射流的沖擊、擠壓和剪切等作用，可以快速清洗物體表面的污垢，是一種常見的清洗機附件，旋轉噴頭則是提供脈沖射流，具有交變打擊力，除了和固定噴頭有類似的特性外，其射流覆蓋面明顯更大，具有更明顯的疲勞破壞效應，還可以避免連續射流的水摯現象，是一種更加高效的清洗機附件。

1 噴頭類型

1.1 扇形噴頭

扇形噴頭所噴出的射流在平面上形成一條線 （圖 1），當z軸距離一定的情況下，扇形噴頭的噴射夾角決定這條線的寬度，當在 x .y 坐標平面內左右移動時，其軌跡是由多線組成的一個平面。

1.2 旋轉噴頭

旋轉噴頭所噴出的射流在平面上形成一個圓形軌跡 （圖2） ，當z軸距離一定的情況下，旋轉噴頭的噴射夾角決定這個圓的直徑，由于是脈沖射流，會形成一個多次旋轉重疊的圓柱面 （圖 3），當在 x .y平面內左右移動時，則會形成一個個重疊的圓平面 （圖4） 。

2 旋轉噴頭的工作原理

壓力水從接頭進入噴頭，通過分水盤切向水孔進入外殼內腔，經小孔射流的壓力水使腔內水流高速旋轉，驅動放置在內腔中的偏心噴嘴，繞著軸線旋轉， 密封環墊可以減少摩擦力，最后水從噴嘴中射出，形成高壓螺旋狀水流。

3 噴嘴射流運動的主要參數

3.1理論射流速度和流量

對連續射流，應用伯努利方程，忽略兩點之間的高度差。

4 旋轉噴頭的應用

與扇形定噴頭相比，水射流覆蓋面增大，分布更均勻，清洗效果更好，清洗效率顯著提高，所以它特別適用于各類面積較大和表面污垢較難清除的場所，如汽車表面， 泳池瓷磚，院子地面，廣場地面和建筑物外墻等等。

5 結語

通過對小型高壓水射流旋轉噴頭的理論分析和實踐證明，相對于固定的扇形噴頭，相同的清洗工況，可以減少水的用量，提高清洗的效果和效率，節約成本，從而體現出旋轉噴頭的優勢，為廣泛的推廣和使用旋轉噴頭提供理論和實際依據。

參考文獻

[1] 薛勝雄等，高壓水射流技術工程[M].合肥工業大學出版社，2006.