高壓水射流技術(shù)是目前世界上新興的高新節(jié)能技術(shù)。它的用途非常廣泛，高壓水射流具有沖刷、楔劈、剪切、磨削等復(fù)合破碎作用，并且是以水為介質(zhì)，因此具有無(wú)腐蝕、無(wú)污染等特點(diǎn)，目前在一些領(lǐng)域已逐步替代了化學(xué)、機(jī)械等清洗方法。高壓水射流應(yīng)用技術(shù)的種類和構(gòu)造大致可分為以下八種：

 

 

 

普通低壓(490～981千帕左右)水射流的結(jié)構(gòu)，在噴嘴出口附近不含空氣的部分稱射流核，其壓力恒等于噴嘴出口的壓力。這部分的表面存在著振動(dòng)，且離噴嘴越遠(yuǎn)振幅即越大，最后中斷水流，射流即成為水滴和空氣的混合流體。

 

 

主流紊亂是造成水射流振動(dòng)的原因。如能抑制其紊亂，就可以增加水射流的有效射程。在稀薄的高分子水溶液中，長(zhǎng)鏈分子能抑制紊流的產(chǎn)生。

 

 

 

在水射流中加入磨料，既能使水壓不是很高，又能提高磨蝕效果，亦即能切割堅(jiān)硬的物料和鉆孔。用作磨料的材料有二氧化硅、石榴石、氧化鋁、碳化硅、棱角形鑄鐵粒等。

 

 

 

水等液體從噴嘴內(nèi)高速流出沖撞物體后，形成高速的沿物體表面向四周噴出的水射流時(shí)，在碰撞點(diǎn)壓力會(huì)下降。由于局部壓力下降引起氣化，即產(chǎn)生空化現(xiàn)象。當(dāng)這種氣泡潰滅時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊壓力或微細(xì)射流。這是使固體表面產(chǎn)生剝蝕的原因�？栈�現(xiàn)象出現(xiàn)在液流和固體表面相對(duì)速度很大的地方和渦流中心，以及在速度梯度很大的剪切流等處。對(duì)于普通水射流，即使還沒(méi)有產(chǎn)生空化現(xiàn)象的流速，如用特殊設(shè)計(jì)的噴嘴，也能使其產(chǎn)生空化現(xiàn)象而提高切割或清洗效率。

 

 

在普通水射流中，射流一旦滴狀化，沖擊壓力就以PCV作用在物體表面上，比連續(xù)流滯流點(diǎn)的壓力1/2PV²大數(shù)倍。其中，頻率較高的射流稱為非定常水射流，而頻率較低的則稱為脈沖水射流或水炮式水射流。利用超聲波裝置可以把壓力波加給水射流，使射流分裂成水滴。

 

 

用多級(jí)柱塞泵可產(chǎn)生連續(xù)高速水射流，如果利用帕斯卡原理的多級(jí)增壓機(jī)，可使壓力升高到490兆帕，要得到比這更高壓力的連續(xù)水射流是非常困難的。利用活塞的沖擊和炸藥在液體中的爆炸，瞬間把水柱從噴嘴內(nèi)推出的方法，可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生數(shù)千兆帕壓力的單次射流。

 

 

在水中，普通水射流的威力隨著離開(kāi)噴嘴距離的加大而忽劇衰減。近年來(lái)有人研究的使壓縮空氣以水射流一半以上的速度從水射流噴射孔的周圍噴出，形成被覆氣層，其射流的初期區(qū)比無(wú)氣層被覆射流的初期區(qū)延長(zhǎng)約6倍。

 

 

解決掘進(jìn)機(jī)輸出功率高、大型化、價(jià)格高、刀具損耗大是研究輔助機(jī)械刀具切割的高壓水射流的起因。WJAS能經(jīng)濟(jì)地切割堅(jiān)硬巖石，并能減少能耗，增大切割能力，減少刀具的消耗量，可以不破壞圍巖就完成平整光滑的掘進(jìn)斷面，并且能抑制產(chǎn)生粉塵和防止火花，降低切削時(shí)的反作用力，具有振動(dòng)小、可靠性高等特點(diǎn)。

 

綜上所述，我們可以看出高壓水射流技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹鞘�分廣泛的，它給我們帶來(lái)了的一種全新的途徑。