高壓清洗機(jī)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(shí)現(xiàn)的。當(dāng)砂型(芯)強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)大小。所以若要得到合理的清砂效果，必須協(xié)調(diào)壓強(qiáng)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)。

 

 

經(jīng)過試驗(yàn)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/Pmax 和 L/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(diǎn)(L/do=200)處，若噴嘴直徑為6mm，則最佳噴射距離 L = 200×6 = 1200mm。

 

 

 

高壓水射流在橫斷面上各點(diǎn)的速度是不同的，特點(diǎn)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(jì)算：

 

  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(jì)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(jì)算得出：

 

  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。

 

 

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(jì)算得出：

 

  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(jì)算得出：

 

  公式(4)

 

計(jì)算得出 P = 553.9N。

 

 

高壓水射流的流量可由公式(5)計(jì)算得出：

 

  公式(5)

 

按以上條件計(jì)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(jī)要選擇合適的參數(shù)，才能實(shí)現(xiàn)更高效的清砂作業(yè)。高壓清洗機(jī)以其特殊的優(yōu)點(diǎn)、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。