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喷头偏心对射流清洗管道影响研究宁会峰,龚俊,曹文辉(兰州理工大学机电工程学院,兰州730050)摘要:针对高压水射流清洗管道过程中容易出现的喷头偏心问题,通过建立管道内壁清洗数学模型,推导出偏心清洗时的射流清洗面曲线方程,并以此为依据,着重分析了偏心对清洗参数和清洗效果的影响。研究表明,在相同水力参数和工况条件下,合理的偏心可以有效地降低能耗,提高清洗效率。推导出了管道清洗操作时偏心的允许取值范围,为偏心清洗应用于生产实际提供了理论依据。关键词:喷头;偏心;高压水射流;管道清洗中图分类号:U178;TP6文献标识码:AStudyofNozzleEccentricityinPipelineCleaningwithHighPressureWaterJetNINGHui2feng,GONGJun,CaoWen2hui(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China)Abstract:Thenozzleeccentricityinpipelineinnercleaningwithhighpressurewaterjetisstud2ied.Thecurveofcleaningwhenthenozzleiseccentricitybysettingupitsmathematicsmodeisdeduced.Andtheinfluenceofappropriateforcleaningparametersandcleaningeffectareana2lyzed.Itshowsthatappropriateeccentricitieshasadvantageinreducingwastageofpoweranden2hancecleaningefficiencyinthesameconditions.Finally,theexpressionsofeccentricityinpipe2lineinnercleaningisdeduced.Keywords:nozzle;eccentricity;highpressurewater2jet;pipelinecleaning管道在石油、化工、电力、食品等众多工业生产领域的使用过程中,其内壁不可避免地会产生水垢、结焦、高温聚合物等,使生产能耗、物耗增加,工艺流程中断,设备不能正常使用,甚至发生恶性事故,因此,必须对管道进行定期清洗。管道清洗技术(PipelineCleaningTechnology)是一项延长管道使用寿命、保证管道正常工作的实用技术。基于高压水射流理论的管道清洗技术以其广泛的通用性、高国外油田工程,2001,18(1):29230.马勇,李学源,付申,等.可膨胀管技术发展及在吐哈油田的应用[J].石油矿场机械,2007,36(12):78281.马洪涛.国外膨胀管技术的发展与应用[J].国外油田工程,2006,22(2):20224.郝俊芳,龚伟安.套管强度计算与设计[M].北京:石油工业出版社,1985.[8]韩建增,李中华,于百勤,等.几何缺陷对套管抗挤强度影响的有限元分析[J].天然气工业,2004,24(5):71272.严泽生,覃成锦,高德利,等.含几何缺陷套管抗非均匀外挤力的强度计算[J].钢铁,2004,39(11):33236.练章华,施太和.膨胀套管摩擦系数与轴向位移的模拟研究[J].石油机械,2002,30(1):13217.[5][6][9][7][10]收稿日期:2008203206作者简介:宁会峰(19772),男,陕西凤翔人,讲师,硕士,主要从事特种装备及其控制、石化新装备等方面的研究,E2mail:ninghf2000@。·20·石油矿场机械2008年10月1.2有偏心时的数学模型当喷嘴轴线和管道轴线不重合、射流在其他参数不变的情况下,其喷射角度、方向保持不变,与原方向保持平行,直至与壁面接触。假设喷头在y轴负方向存在偏心e时,可以确定最远与最近工作点为效的清洗速度和较高的清洗质量,同时又无需任何添加剂、对环境无污染等诸多优点而异军突起,成为管道清洗的主要手段。研究者一般认为,使用高压水射流清洗管道内壁时,为提高清洗效率应使用二维旋转喷头[122],而且应该保持喷头轴线和管道轴线重合。但在实际操作中,由于支撑装置磨损和系统压力不稳定,引起喷头旋转射流变化和管道内壁结垢厚度变化等原因造成轴线相对不重合,即出现了所谓的偏心。本文针对高压水射流清洗过程中的偏心问题及其对射流打击力、清洗范围、清洗速度等相关参数的影响展开讨论。Zmax,min=cotα(R±e)(2)此时的空间曲线Γ比较复杂,其在管道内壁上的清洗曲线不易