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高壓清洗機對管道結垢物的破碎機理選擇

文字:[大][中][小] 2012-6-20  瀏覽次數:2377

  制糖廠在生產過程中,其制糖設備如蒸發罐、加熱器、結晶罐、飽充罐等各種管道和容器長時間使用內部會產生大量的污垢,厚度從幾毫米到十幾毫米,嚴重時還會把管路堵死。為了避免這種問題的發生,就需要對這些設備定期進行清洗。我們通過對化學清洗、機械清洗的比較,最終采用高壓清洗機清洗結垢物。

  高壓清洗機工作原理是通過高壓泵或增壓器打出高壓水,經高壓管路到達噴嘴,通過高壓噴嘴將高壓低流速的水轉化成低壓高流速的射流(高壓水射流),利用高壓水射流的強大沖擊力沖擊被清洗物體,把污垢剝離、清除,從而達到清洗的目的。所以高壓清洗機適用于各種管道和容器中積垢的清洗。

  在制糖廠管道中,其結垢物具有硬度高、附著力大的特點。所以必須要較高的能量密度才能使其破裂,當兩條及以上的裂縫交叉時就會有碎粒剝落下來。

  高壓清洗機對制糖廠管道結垢物的破碎機理:

  首先高壓水射流對被破碎物體顆粒具有剝離作用,其次高壓水射流作用在被破碎物體上時會在切力和拉力作用下產生破壞作用,最后被破碎物體在高壓水射流的沖擊作用力下裂縫及孔隙內被水滲入而產生破壞。

  通過實驗發現,在高壓水射流沖擊物體的初期,當高壓水射流束最開始與結垢物表面接觸時,沖蝕效果最好。高壓水射流以極高的速度沖擊固體表面,這種破壞主要發生在脆性物體內,高壓水射流的沖擊速度越大,產生的破壞也越大。當沖擊速度較低時,物體的破壞程度只是和水射流端部的形狀有關。沖擊速度越低,應力脈動時間也就越短,裂紋的長度也會隨之變短;反之沖擊速度越大,應力脈動時間也就越長,而裂紋則會有充分的時間擴展,因此破壞程度也就越大。

  高壓水射流對固體表面的破壞不僅是正向的沖擊作用,而且有切向的沖蝕作用。當高壓水射流射向固體壁后轉為切向流,這種高速切向流挾帶著被剝離下來的破碎物質一起沖刷表面,有利于提高清洗除垢的效果。此外,固體表面有裂痕時,射流就會產生水楔作用,從而擴大裂源,加速裂痕的發展,更有助于垢層的剝落,最終提高除垢的效果。

  高壓清洗機在制糖廠管道清洗中的噴嘴形式選擇:

  在高壓清洗機的清洗過程中,高壓噴嘴是最重要的組成部分。在同等壓力及流量下,其清洗效果和速度取決于噴嘴的結構和加工質量,為了保證噴嘴內高壓水的巨大能量能夠有效并集中傳輸給垢層,噴嘴的選擇上顯得尤其關鍵。

  通過對多種結構的噴嘴進行試驗研究發現:

  1、針對不同的工況,選擇的高壓噴嘴結構各異。

  2、高壓噴嘴到被清洗垢層的距離在噴嘴直徑的150-300倍的范圍內清洗效果較好。

  3、用普通材質加工的噴嘴,如果采用熱處理工藝,可大大提高噴嘴的使用壽命。

  4、噴嘴內表面越光滑,阻力損失也就越小,射流清洗質量也隨之提高,并且由于摩擦力的減小,也會提高噴嘴的壽命。

  最后,我們通過對制糖廠的管道清洗實驗結果以及成本等因素,決定對堵死的管道需要采用不銹鋼單孔向前噴嘴,對未堵死的管道則采用45度錐角多孔向前噴嘴。孔的大小與數量取決于高壓清洗機的工作壓力和流量。

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