有別于水刀射流,空化射流是一種在射流中自然產(chǎn)生空化氣泡的連續(xù)射流,空泡或采用空氣或采用淹沒方式產(chǎn)生,采用了許多的方法在流體中形成一個壓力低于當?shù)卣羝麎毫Φ膮^(qū)域,這樣也就激發(fā)了一種新的空化核的生長(流體中的氣泡),值得我們注意的是這些氣泡被卷入射流進一步生長,直到它們接近被清洗或切割的表面由于受阻滯而引起破裂。在破裂過程中,產(chǎn)生非常高的壓力和微射流,一般情況下靶面的應力高于大多數(shù)材料的抗拉強度。雖然單獨的空泡破裂造成的破壞程度較小,但持續(xù)漸增的此類現(xiàn)象使得材料的失效延展擴大。
相對于連續(xù)射流,空化射流的優(yōu)點有以下幾點:
1.硬質物品所需工作壓力大幅度降低;
2.噴嘴和其他高壓部件壽命的延長;
3.切縫比連續(xù)射流要寬的得多,這樣是對表面清洗來說是一個比較好的優(yōu)點;
4.在水下相對于連續(xù)射流性能有所提高。
相對于連續(xù)射流與脈沖射流,空化射流也有其自身的缺點,包括了一下幾點:
1.切縫極大;
2.流量比連續(xù)射流要大10倍左右;
3.切割的質量相對來說不太方便控制;
4.靶距自身的局限性。
還有就是空化射流系統(tǒng)在清洗與彈藥回收應用方面已有比較好的業(yè)績。
水射流的壓力和流量覆蓋范闈很廣,形式也多種多樣,因此它的應用也就非常廣泛,甚至滲透到風馬牛不相及的各個領域。我們就以壓力這條主線來簡要地談一下水射流的應用。
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。
值得我們注意的是純水水刀切割應用受到了壓力的局限,一味地升高壓力又意味著設備可靠性難以保證,且不容易實現(xiàn),從而也就有了磨料水射流的20年發(fā)展史。值得我們注意的是用200MPa以上的射流的壓力引射磨料,一般情況下在短靶距時能夠很好地用于切割領域,這實際上就為明顯降低射流壓力,使其技術可靠地進入商品化創(chuàng)造了條件。