اتلاف فشار در لنس و شلنگ فشار قوی واترجت

۲۱ مرداد ۱۳۹۵

در دستگاه های واترجت صنعتی جدید، طراحی و تولید پمپ های فشار قوی به گونه ای است که این پمپ ها قادر به ارائه آب در محدوده فشار کاری در نظرگرفته شده برای دستگاه می‌باشند، اما در عمل، پاشش آب خروجی قادر به انجام عملیات مورد نظر نبوده و یا مدت زمان لازم برای انجام عملیات معقول نمی باشد. به عبارت دیگر فشار واقعی آب خروجی کمتر از فشار کاری است که دستگاه برای آن طراحی شده است. یکی از دلایل عمده افت عملکرد دستگاه واتر جت، اتلاف فشار آب در مسیری طی شده توسط آن از پمپ تا نازل می باشد.

تاثیر افت فشار آب بر عملکرد نهایی واترجت

تاثیر افت فشار واترجت بر عملکرد نهایی دستگاه

در اغلب کاربردهای واترجت، دبی آب مورد نیاز نسبتا پایین و کمتر از 35 لیتر بر دقیقه می باشد. ازدیاد بیش از حد نیروی معکوس وارد بر کاربر، استفاده از دستگاه واترجت با دبی های بالاتر از این میزان را محدود می نماید. غالبا این تصور وجود دارد که هنگام کار با واترجت و تحت شرایطی که دبی آب خروجی پایین است، افت فشار بین پمپ و نازل جزئی می باشد اما در عمل چنین نیست.
در حقیقت افت فشار ناشی از اصطکاک در مسیر حرکت آب از پمپ به نازل ، دارای تاثیر قابل توجه بر عملکرد سیستم می باشد. تحقیقات نشان می دهد فشار 3100 بار آب خارج شده از پمپ، به هنگام خروج از نازل ممکن است به حدود 700 بار تقلیل یابد. حال این سوال مطرح می گردد که چگونه می توان از افت فشار در شلنگ فشار قوی و لنس جلوگیری نمود.

مهم ترین عامل موثر بر افت فشار در واتر جت

رابطه افت فشار واترجت با قطر شلنگپاسخ به سوال ذکر شده در پاراگراف قبلی را می توان در یک کلمه خلاصه نمود: قطر. هر چه قطر مسیر حرکت آب کوچکتر باشد، فشار لازم برای هدایت آب در طول مسیر بیشتر خواهد بود در نتیجه میزان افت فشار بیشتر است. لازم به ذکر است که منظور از قطر در اینجا، قطر داخلی شلنگ فشار قوی یا لنس می باشد نه قطر خارجی آن. اگرچه ترکیب هر دو قطر داخلی و خارجی برای تضمین مقاومت شلنگ یا لنس به هنگام انتقال آب پرفشار مهم می باشد.
طبق معادله دارسی ویسباخ، میزان افت فشار ناشی از اصطکاک هنگام حرکت سیال درون یک لوله از رابطه زیر محاسبه می گردد:

S = fD . 8/(π2g ).Q2/D5

در این رابطه f D ضریب اصطکاک دارسی، g شتاب جاذبه، Q دبی سیال و D قطر لوله می باشد. این معادله نشان می دهد که افت فشار با توان پنجم قطر لوله نسبت معکوس دارد و در نتیجه تغییر کوچک در قطر لوله تاثیر قابل توجه بر افت فشار خواهد داشت.

تاثیر کیفیت لنس و شلنگ فشار قوی بر افت فشار

رابطه نوع شار و افت فشار در واترجتهنگام شروع حرکت آب در لوله، شکل شار بصورت خطی می باشد اما با افزایش سرعت آب، شکل شار از حالت خطی به حالت متلاطم تغییر می کند و در چنین شرایطی میزان اهمیت زبری دیواره لوله افزایش می یابد. ترکیب زبری دیواره لوله، اصطکاک حاصل و میزان دبی آب فشار مورد نیاز برای غلبه اصطکاک و رانش جریان به سمت جلو و بعارت دیگر میزان افت فشار را مشخص می نماید. با توجه به توضیحات فوق، اهمیت از استفاده از لنس و شلنگ فشار قوی با کیفیت و دارای دیواره داخلی کاملا صاف و فاقد ناهمواری در عملکرد نهایی دستگاه واترجت مشخص می گردد.

ارزیابی میزان افت فشار واترجت

مباحث ذکر شده در بالا مربوط به روش های آکادمیک محاسبه افت فشار می باشد که در عمل غالبا مورد استفاده قرار نمی گیرند زیرا اغلب تولیدکنندگان دستگاه واترجت صنعتی اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه افت فشار را در کاتالوگ های خود ارائه می نمایند. دو روش برای ارائه این اطلاعات وجود دارد.


نمودار افت فشار واترجت بعنوان تابعی از قطر داخلی شلنگ

روش قدیمی شامل تهیه یک نمودار می باشد که بر اساس آن می توان افت فشار را بصورت تابعی از قطر داخلی برای لوله ای با طول مشخص تعیین نمود. ماهیت لگاریتمی این نمودار فهم آن را اندکی دشوار نموده و می تواند باعث بروز خطا در ارزیابی افت فشار گردد.






18_Flow-velocity-nomogramروش رایج تر استفاده از نموگرام می باشد که امکان مقایسه بین آپشن های مختلف را در یک شکل فراهم می نماید. برای مثال نموگرام زیر رابطه بین حجم آب در لوله، قطر داخلی لوله و سرعت جریان آب را مشخص می نماید.

دیدگاه کاربران

نام (الزامی):
ایمیل:
ایمیل شما نمایش داده نخواهد شد
وب سایت:
نظر شما: