水射流喷嘴性能测量方法-「亿威仕」

水射流喷嘴性能测量方法：

1、尺寸

采用相应精度的量具进行检测，计量器具的选用和尺寸测量方法参见 GB/T 3177。

2、流量

2.1 流量测量一般采用流量计法或容积法。

2.2 采用流量计法时，应保证进入流量测量装置的液流是稳压流。

2.3 采用容积法时，承接射流液体的测量计时时间不小于 1min 且容积不小于 1L。

2.4 压力大于 50MPa 喷嘴流量的测量，一般应采用容积法测量喷嘴后（喷嘴喷出射流）流量。

2.5 压力大于 50MPa 的喷嘴流量测量，当能确定泵的进口流量即为喷嘴入口流量时，可以测量泵进口的流量；也可以通过测量泵入口流量减去调压阀旁通溢流流量及密封泄漏流量来计算获得喷嘴流量；对高压泵柱塞密封泄漏量无法收集测量的，不应采用这种方法。

3、压力

3.1 压力的测量采用压力表或压力传感器。

3.2 测压孔的位置应设在喷嘴入口 1000mm 范围内。测压孔上游直管段长度应大于管径的 6 倍且不应小于 300mm，测压孔下游直管段长度应大于管径的 3 倍，管径应大于 10 倍的喷嘴当量直径。

3.3 测压孔应按图 1 所示要求制造。孔轴线应垂直于管的内壁面，边缘不应有毛刺、飞边，周围光滑齐平，与管子内壁相交处应保持棱角。测压孔的直径 d 为 2mm~6mm 或等于测压管通径的 1/10，一般取两值中的较小值。孔深 L 应不小于 2.5 倍孔径 d。

a）厚壁	b）薄壁

图 1 取静压孔要求

3.4 读取仪表指示值时，应将仪表和测压孔之间的连接管内的空气排尽。

3.5 压力表量程的选择应使被测喷嘴压力的指示平均值为满量程的 1/3~2/3。

4、打击力强度

4.1 一般方法

调整喷嘴的位置，使其出口断面距测试装置上测力传感器顶端距离为设定靶距，通过测试装置使测力传感器按图 2 所示预先设定的方波轨迹运行。方波轨迹应完整通过射流覆盖的范围，方波轨迹间距一般不大于射流覆盖宽幅的 1/25，且不大于 5mm。通过传感器获取方波轨迹上的压力信号后，计算机对采集到的数据进行处理，可得到打击力强度分布数据表与拟合的三维曲线图。

注：当评价不同型号喷嘴打击力强度性能或同一型号喷嘴打击力强度性能指标一致性时，以同一台试验装置测得的数据进行对比，不同试验装置测得的结果，可能有最高 10% 的偏差。

图 2 打击力强度测量传感器运动轨迹示意图

4.2 扇形喷嘴的测量方法

对于喷射形状为扇形的喷嘴，打击力强度也可以采用长条形传感器的一维运动进行检测。调整喷嘴的位置，使其出口断面距离长条形测力传感器上表面（棱边）距离为设定靶距，通过测试装置使测力压力传感器沿射流宽度方向移动（如图 3），长条形测力传感器的长边应与射流宽度方向垂直，并且其运动轨迹应完整通过射流覆盖的范围。计算机对采集到的数据进行处理，可获取射流宽度方向的打击力强度分布数据表与曲线图。

图 3 扇形喷嘴打击力强度测量示意图

5、总打击力

总打击力可以由打击力强度计算得出，也可按下述方法直接测量得出。调整喷嘴的位置，使其出口断面距总打击力测量平面的距离为设定靶距，通过测试装置使总打击力测量平面与喷嘴出口平面平行，如图 4 所示。总打击力测量平面应完整覆盖射流范围，通过传感器获取整个测量平面上总的压力信号后，计算机对采集到的数据进行处理，可得到总打击力的大小。

图 4 总打击力测量示意图

6、喷射角

喷嘴的喷射角可以通过以下两种方法进行测量：

a）方法一：按测量打击力强度方法得到的数据，以喷嘴中心轴线对应的打击力强度为基准，将最大打击力强度的 1/10（或由用户与制造商规定的值）定为有效喷射边界，确定喷射宽度，再通过计算得出喷射角；

b）方法二：将足够大的打击痕迹记录板设置在喷嘴正下方，标记出喷嘴中心轴线对应的位置，并确保喷嘴能够垂直喷向打击痕迹记录板，测试完毕后，取下记录板，使用相应测量器具，对打击痕迹的宽度进行测量并记录，再通过计算得出喷射角；

c）方法三：在射流的正前方选定位置，安装照相机，在射流的正后方布置与射流颜色反差大的幕布，在射流达到工作压力稳定喷射 5~10 秒钟后，照相机获取射流扇面图像，再通过图像识别软件，读取射流喷射角值。

7、喷嘴的使用寿命

7.1 喷嘴的使用寿命试验可在实验室进行，也可在用户使用现场进行。

7.2 在实验室进行试验时，在额定压力、最佳靶距（或用户指定）下，进行喷嘴喷射试验。保持压力不变，每间隔 2~4 小时（或设计使用寿命的 1/5 时间间隔）喷射时间，测量射流流量、打击力强度及喷射角，对比该三项值与其初始值的变化量，当变化量达到设定的评价指标后，此时的累计试验时间，即为喷嘴的使用寿命。

7.3 在用户现场进行测试时，按照用户实际工况进行，具体方法由供应商推荐或与用户协商确定。

注：喷嘴寿命评价指标，一般以设定压力与靶距下喷嘴射流流量、打击力强度或喷射角的变化量来判别，当其中任一指标达到预期值后，即判定喷嘴报废。例如流量超出初始流量的 10%（或流量不变，压力下降 10%）、打击力强度小于初始值的 80%、喷射角超过初始值的 20% 等。具体指标根据喷嘴用途，由相关设备标准或供应商推荐或与用户协商确定。