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高压清洗机高压胶管段压力损失理论分析

时间:2012-07-06     来源:

高压清洗机压力的变化会影响系统的其它参数,而适当地调整相应的压力参数,能够降低沿程压力损失,以获得最佳打击力。根据公式N = 16.7PQ/1000可以得知,高压清洗机的能量损失与压力成正比。所以高压清洗机的压力损失主要可以按三方面来研究,它们分别是高压清洗机车上段压力损失、高压胶管段压力损失及喷嘴压力损失。本文主要介绍高压清洗机高压胶管段的压力损失。
 
高压水从泵至喷嘴流程图
 
高压胶管段是从卷筒出口到喷枪入口很长一段的胶管。这段管路压力损失约占高压清洗机总压力损失的50%以上,甚至可以达到2/3左右。
 
这段管路压力损失可以用两种方法得出,一种是通过计算,而另一种是通过实验。计算时,应将流动的高压水作为紊流状态来考虑,因紊流符合实际情况。高压水的速度分布如图所示。
 
高压清洗机高压胶管中高压水速度分布图
在上图所示胶管中,流体除了做轴向流动外,还做径向流动。因此,除了因层流在管壁附近形成摩擦损失以外,还会因管内紊流造成很大的涡流损失。
 
根据连续性方程,高压流体流动时压力损失 △Ρ 可以按下列公式计算:
 
高压流体流动时压力损失计算公式  公式(1)
 
如果将 高压水摩擦损失值计算公式  公式(2)代入公式(1)式中可得出:
 
高压清洗机压力损失计算公式  公式(3)
 
公式(3)和公式(5)中:L —胶管长度,m;
                    d —胶管内径,m;
                    ρ —水的密度,kg/m³;
                    高压水流平均速度 —水流平均速度,m/s;
                    高压水摩擦损失值 —摩擦损失值,m/s²;
                    g —重力加速度,m/s²;
                    λ —摩擦系数。
 
根据公式(3)和公式(5)得知,高压胶管中压力损失与摩擦系数 λ,胶管长度 L 和速度平方 每平方米高压水流平均速度 成正比,与胶管直径 d 成反比。其中 λ 是雷诺数和管内壁粗糙度的函数,可经过试验得出。
 
在计算高压胶管段压力损失时,还应将高压胶管在卷筒上的缠绕损失考虑在内。缠绕曲率半径越小,圈数越多,压力损失越大。以胶管内径25mm、长度100m、卷筒直径600mm为例,高压胶管缠绕压力损失应乘以如下系数:
 
1、全缠绕:损失系数1.4;
2、2/3缠绕:损失系数1.3;
3、1/3缠绕:损失系数1.1;
4、0缠绕:损失系数1.0。
 
综上所述,我们可以看出高压胶管占高压清洗机总压力损失的比例是比较大的。在实际应用中,如果高压胶管选择或处理不当,将会导致高压清洗机清洗效果大大降低,甚至不能达到当时购买的初衷。
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  • 高压胶管压力损失理论分析
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  • 高压软管压力损失
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