水刀是一束從小口徑孔中射出的高速水射流作用在材料上,可以其所具有的足夠能量進(jìn)行材料清洗、剝層、切割,液體的這種性能激勵著各國研究人員去開拓“用水作業(yè)”的新方式,將水射流的動能變成去除材料的機(jī)械能。
水射流是由噴嘴流出形成的不同形狀的高速水流束,射流的流速取決于噴嘴出口截面前后的壓力降。
水射流是能量轉(zhuǎn)變與應(yīng)用的最簡單的一種形式。通常,動力驅(qū)動泵通過對水完成一個吸、排過程,將一定量的水泵送到高壓管路,使其以一定能量到達(dá)噴嘴。而噴嘴的孔徑要求比高壓管路直徑小得多,因此到達(dá)噴嘴的這一定量的水要想流出噴嘴孔,必須加速。實(shí)際上經(jīng)過噴嘴孔加速凝聚的水就形成了射流。噴出的射流打擊在靶件(工件)表面上就稱為射流作業(yè)。
射流一旦離開噴嘴,它的凝聚段不會太長。對此,射流的速度尤為重要。水經(jīng)過泵送獲得了壓力,壓力首先驅(qū)動水自泵至噴嘴,又使其以給定的速度通過噴嘴。在此期間,水流與管壁的摩擦形成了主要的壓力的損失,同時水也因為經(jīng)過了不同的形狀流道以其湍流形成壓力的損失。