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水切割機射流結構
來源: 時間:2025-09-04 瀏覽:347
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),等速核心也叫勢流核(Potential Core)。

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),等速核心也叫勢流核(Potential Core)

  1射流初始段

射流的內邊界和外邊界之間的區域為剪切層,該區域是由射流介質與環境介質相摻混而形成的紊流混合區。在該醫內存在速度梯度,因而產生雷諾應力,隨著靶距的增加核心區逐漸減小。

  2.射流基本段

    轉折面以后消散段間的區域。射流起始段后較長一段射流為射流基本段。該段內射流軸向流速及動壓力逐漸減少。其變化呈雙曲線關系。而在垂直于軸心的截面上,軸向動壓力與流速自最大值迅速減至邊界上的最小值,其變化呈高斯曲線關系示。同時,該段內射流仍保持完整,并且有緊密的內部結構。

    在該段中射流的紊動特性充分地表現出來,該區域也是由射流介質與環境介質互相摻混而形成的紊流混合區,與射流初始段混合區沒有本質的區別,只是在射流基本段內被卷曖的環境介質增多·混合區的平均速度逐漸地減少,對于高速射流而言,這兩個混合區的雷諾教都在紊流區內,因此,兩個混合區的速度分布規律應是相互的。

  3.射流消散段

 基本段以外的區域。射流基本段后即為射流消散段。此時射流與環境介質已完全混合,射流軸向速度與動壓力相對較低。如在大氣中,射流則已變成水滴與空氣的混合物或霧化。顯然在射流消散段,射流介質卷吸環境介質的能力基本殆盡,霧化區的作用基本模糊了邊界層,由邊界向軸心連線表明該點所在軸心面是霧化區的開始。射流在該區域已沒有什么凝聚力了,這就是靶距的概念。

 這一應用經驗應看做是靶距概念的延伸。由于射流基本段與消散段同的劃分較為模糊,兩段同無明顯的特征變化界面,因而許多學者只把射流分成起始段和基本段兩段加以討論。

射流各段在工程應用中具有不同的功能。起始段用于材料切割最為有效,而基本段對清洗,除銹、修整加工、表面拋光及去毛刺等作業更為有利。消散段則主要應用于水切割機降塵除塵等工藝中。

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