水切割機(jī)的水射流壓力和流量覆蓋范圍很廣，形式也多種多樣，因此它的應(yīng)用也就非常廣泛，甚至滲透到風(fēng)馬牛不相及的各個領(lǐng)域。我們就以壓力這條主線來簡要地談一下水射流的應(yīng)用。
低壓水射流所用的主機(jī)大都是離心泵，它的流新相對很大，除了常見的消防、噴泉、噴罐等用途外，這里著重介紹一下新的用途。
噴泉看似很傳統(tǒng)，但它的推陳出新形成了對低壓水射流難以解開的謎。瑞士日內(nèi)瓦湖的噴泉以其噴射高度達(dá)160多米成為世界最高噴泉。它的水上水柱質(zhì)量達(dá)7t。射流質(zhì)自噴出至最高點(diǎn)再落下一個行程需16s。其主機(jī)由兩臺1320kW的大型離心泵并聯(lián)組成·流量達(dá)5OOL/s。該噴泉的壯麗景觀已經(jīng)成為日內(nèi)瓦市的象征，難怪美國欲與瑞士合作將其移植。日內(nèi)瓦人幽默地回答：如果世界各地都有這樣的噴泉，那么日內(nèi)瓦就不叫日內(nèi)瓦了。盡管如此，沙特阿拉伯的吉達(dá)市海濱、澳大利亞堪培拉的格里芬湖、美國圣路易斯市都出現(xiàn)了類似的高射程噴泉，我國已有了這類奇觀。如何增加噴射高度巳成為噴泉的技術(shù)奧秘了。水幕電影是噴泉的一種新形式，即通過特殊的噴頭形成高達(dá)50m左右的均勻薄平的巨型水幕，在該水幕上放映激光電影，達(dá)到白天無影無蹤，夜間神奇入畫的效果。這是加拿大首先開發(fā)應(yīng)用的新技術(shù)，用作廣告媒體和旅游景觀也是別出心裁的。
水射流用于消防也很傳統(tǒng)，水霧滅火則是一種新的方法，它以水霧取代大流量水柱，即采用lOMPa高壓泵通過噴射系統(tǒng)產(chǎn)生小于0.1mm直徑的水霧水柱，細(xì)小水珠蒸發(fā)起到迅速制冷作用。在蒸發(fā)過程中水珠體積擴(kuò)大1600倍，以隔絕燃燒物體處的氧氣，達(dá)到滅火目的。水霧滅火特別適用于帶電區(qū)域的火災(zāi)，而這類火災(zāi)則很難使用連續(xù)水射流。同時，高壓小流量的水霧滅火較常用的水龍頭滅火節(jié)水近90%。
大流量水射流的沖擊泥土作用有這樣一個實(shí)例：在1973年埃以戰(zhàn)爭期間，以方為保證24h內(nèi)橫穿運(yùn)河修建數(shù)座橋梁，在巴列夫防線的部分區(qū)域堆起巨沙屏障，試圖阻滯埃及坦克部隊(duì)48h。要搗毀這座沙墻，使坦克能穿行過去，按正面豁口寬6. 8m計算，要求排除約55m的黃沙。在東堤通過坦克部隊(duì)需打出約60處這樣的豁口，若使用推土機(jī)則需要10-12h，然而埃方采用了高壓水射流僅用不到5h就打開了豁口，破壞了巴列夫防線，為其軍隊(duì)贏得成功。所示為水射流應(yīng)用參數(shù)性能框圖。
高壓水射流應(yīng)用于船舶除銹和工業(yè)清洗已很普遍，將在以后章節(jié)專題討論。在水射流中，適用范圍最廣的就是高壓水射流，其壓力范圍在10-100MPa，壓力上限現(xiàn)已擴(kuò)展到250MPa。這個壓力區(qū)間的特點(diǎn)是隨著機(jī)組功率的增加，由單機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)槌商籽b備，由簡單作業(yè)（如清洗）
轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜作業(yè)（如開采煤礦等），因此本書的主要內(nèi)容也就是闡述高壓水射流技術(shù)。
高壓水射流的另一應(yīng)用就是破碎，可用其在材料上開槽，近十年發(fā)展到機(jī)械輔助剝除大量材料。目前，幾乎在所有情況下，設(shè)備的研究已經(jīng)集中在設(shè)計好的噴嘴，以及可靠的旋轉(zhuǎn)噴頭和旋轉(zhuǎn)接頭（它們可大大提高水射流束在物件表面上的移動速度）。破碎功能應(yīng)用于機(jī)場跑道除膠、橋梁維修、煤層開采，輔助掘進(jìn)、公路破壞、大壩澆注沖毛等等。
超高壓水射流有2種主要形式：即壓力范圍在200-400MPa，借助連續(xù)介質(zhì)流的形式，此間流量多在2-6L/min;而當(dāng)壓力達(dá)700MPa甚至更高時，其裝置則為單擊水炮形式。超高壓水炮裝置由聚集的大量高壓壓縮氣體（氮?dú)饣蚩諝猓┨峁?qū)動壓力，在水炮擊發(fā)前，或借助點(diǎn)火引爆，或借助推進(jìn)物沖擊炮筒，使其能量突然爆發(fā)。由于射流炮筒的超高壓水切割設(shè)備與工藝是近10年來各國水射流行業(yè)的發(fā)展熱點(diǎn)，從歷次國際水射流會議論文來看，水切割技術(shù)由風(fēng)毛麟角發(fā)展為主導(dǎo)內(nèi)容，隨著水切割設(shè)備與工藝的商品化，水切割應(yīng)用已滲透到許多工業(yè)領(lǐng)域。200-300MPa的連續(xù)運(yùn)行射流切割系統(tǒng)，比其他許多切割工具更加令人滿意。其特點(diǎn)是對材料無選擇性、切縫窄(0 3mm)、質(zhì)量好、不破壞材料內(nèi)部組織、能進(jìn)行二維與三維異形切割。
水射流在70MPa壓力下的流速約為300m/s，當(dāng)壓力達(dá)到超高壓時，流速可望達(dá)到1000m／s。這樣就可實(shí)現(xiàn)很高的切割速度。水切割一旦實(shí)現(xiàn)很高的壓力、很小的流量作業(yè)就意味著工作臺位上的作用力很小，這就使得切割噴嘴很容易安裝在機(jī)器人手臂上，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)控制下三維復(fù)雜形狀的高精度切割。
水切割對材料的無選擇性極為重要，也就是說它既能切割剛性的金屬板材，又能切割柔性的布匹紙張。人們還曾用油作工具切割軟糖。然而，純水射流的切割應(yīng)用受到了壓力的局限，一味地升高壓力又意味著設(shè)備可靠性難以保證，且不容易實(shí)現(xiàn)，從而也就有了磨料水射流的20年發(fā)展史。用200MPa以上的射流壓力引射磨科，在短靶距時可很好地用于切割，這就為明顯降低水切割機(jī)射流壓力，使其技術(shù)可靠地進(jìn)入商品化創(chuàng)造了條件。
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