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磨料射流切割喷头内部参数的研究 [美 国]密苏里一罗拉大学 M．马租凯韦兹 L．费努肯 麦克卡迪制造公 司 R．弗格森 压力 、磨料供给量、靶距等外部参数与磨料 符 号 射流切剖性能之 间的关系 。这些研究只获得 0… 一麝料射流 的体积 iJ：￡量 了连续变化 的参 数各 自独立地对切割性能的 V一一磨料射 流 的平 均速度 影 响，而没确考虑到它们之问 的交互作用 。 d一一水喷咀直径 本文研究的两个 内部参数在过去 的切割试验 D——磨料射流喷头 出 口直径 }【I未被加 以变动 。本文 的 目的就是确定和优 R ——磨料射流在出 口段 内流动 的雷 汜这两个 内部参数 ，使磨斟射 流的切割 性能 诺数 凡大提高 n—— 动力粘 性系数 研究的两个系统特征参数 是 ：a)水 射 流喷咀出口直径与磨料射流喷头 出 口直径之 一 、 前 言 比值 b)磨料进 口位 置至喷头 出 口 的距 将磨料粒子加入高速流体并不是一个新 离 。 的想法。利用高速气射流加速尖锐粒子 的喷 二、试验程序 砂工 艺已非常成熟 。然而在这种射流中，真 正被有效加速 的粒子非常少 ，并且射流不容 磨料射流系统 的性能认为是水喷咀直径 易保持密集性。射流的扩散极大地降低 了冲 与 出 口直径之 比值 的函数 。水喷咀直径 的试 击靶体时的能最强度 (靶体单位 面积所受到 验值在0．J5～0．35毫米之间 出 口直 径 在 的射流冲击能量 )，从而大大限制 了磨料气 0．75～3．15毫米之间。 射流在加 J：、清洗等方面 的应用 。 在给定水喷咀直径时，得到 了喷头 出口 尽管高压水射流卷哦磨料用于切割物料 直径与系统性能之间的关 系。利用磨料射流 还 只是近来 的事，但 已很快被认为它能够替 击穿38．1毫米厚铝板试样 (T一6061)的 时 代传统 的和非 传统 的各种加工方法 。由于复 间，比较 了不 同结构 喷头的性能。对每种结 合材料、高烂度合金和陶瓷等材料的使用 日 构喷头至少进行五次重复试验 以确保数据 的 益增长，磨料射流切割这些材料I~II克服茸 准确 比。在试验过程 中，共选取了五种 喷头 它工艺 的 足 ，满足产量和质量方 面 的要 出 口直 径和五种水喷咀直径 ，这样 ，试验中 求 。 总共考虑 了25种结构 的喷头。 到 目前为止 的试验工作主要集 中于研究 试验中共使用 了60、80、lO0目三 种 粒 4垂 度 的磨料 ，以确定不 同磨料粒度 下水喷咀直 件有几个不 同标准 压力降、平均速度分布 径与喷头 出口直径 的最佳 比值 。在给定水喷 和湍流度 。每一标准所需喷头 出 口段长度实 咀直径时 ，这个最佳 比值 由对应