射流的穩(wěn)定性

作為一個有效的作業(yè)工具,射流自噴嘴噴出必須凝聚,當(dāng)射流脫離噴嘴,空氣立即作用在其邊界,試圖減少射流的速度,這種空氣阻力的阻滯作用引起射流的擴(kuò)散,常使人們對射流質(zhì)量造成錯覺,射流中心核在沖擊靶件表面時成了主要的射流作用,顯然,控制靶距能有效減小這種空氣阻力的阻滯作用,在工況下良好的噴嘴設(shè)計,其靶距約為（50~100）d₀(d₀為噴嘴直徑)。

射流壓力在靶件表面上的衰減是靶距的函數(shù),在射流核兩倍長度處,射流軸心壓力只。相對初始壓力P0下降50%（指噴嘴出口處的壓力）,對良的噴嘴,即使在理想工況下,射流核長度也只有大約200d。例如手持噴槍上使用的典型噴槍,其直徑為1.5一1.8n,在射流脫離噴嘴約30~36cm一處壓力降至噴嘴出口處壓力的一半,在許多情況下“初始壓力值的一半”處的靶距非常短,大約只有100d。

造成理想的射流工況離不開全程管路的穩(wěn)流狀態(tài)。理想的射流條件包括噴管直徑相對于噴嘴直徑的比值較大,管路的對稱性、圓形截面、為了平抑流體的不均勻性作用,靠近噴嘴前面的直管長度至少為進(jìn)水管的10倍20倍。射流工況應(yīng)盡可能接近層流狀態(tài),這種層流流動結(jié)構(gòu)致密且穩(wěn)定,所表現(xiàn)的振蕩或擾動最小。射流在噴嘴段內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)變,脫離噴嘴則成為紊流,層流工況雷諾數(shù)R2200。,而全流道紊流工況為Re＞10000。,,在這兩個值之間的流體處于轉(zhuǎn)變狀態(tài),也就是兩種流動的混合狀態(tài),由于這種狀態(tài)的流動是不穩(wěn)定的,應(yīng)當(dāng)予以避免。向流體里加入長鏈聚合物能夠增長射流的穩(wěn)定性和補(bǔ)償噴嘴上游工況。正是由于射流穩(wěn)定性工況要求固定靶距。所以,本課題技術(shù)思想是正確的,以爬壁機(jī)器人形式固定靶距是、最直接、的方法,它的目的就是將靶距恒定設(shè)置在射流中心核內(nèi)。