利用超声波增强高压水射流效果[外文翻译].doc

附件C：译文

利用超声波增强高压水射流效果
摘要
持续高压水射流技术被用于很多工业领域，例如各种材料的切割和材料表层的清理等。但是，仍需要进一步的研究以增强净水射流的工作效率。一种明显的方法就是采用超高压水射流（通常能达到700MPa）。另一种方法是采用脉动射流，这种方法不需要超高的压力。这是根据由水挤压在对象上产生的冲还力高于采用持续射流产生的驻点压力的事实得出的。
持续水流的超声强迫调制将成为产生脉动射流的一种最有前景的方法，因为它结构简单，使用性强。通过超声波调制持续水流产生脉动射流。一台变速器连接到位于喷嘴内部轴向上的一个压电传感器在水中产生纵向脉动。为了掌握该过程的基本原理和实现对各种喷嘴的最优化设计，目前正在进行广泛的实验研究。
结果显示，在相同条件下操作，脉动射流的性能远优于持续射流的性能。喷嘴尖端处超声波振动的实验结果指出，在相同的水力参数条件下，相对于持续射流采用脉动射流能获得更高数量级的射流性能。超声调制射流切割各种材料的性能在实验室已被验证。在本文中将展示喷嘴中动压力的测量结果和被调制射流的力作用效果，还有采用超声波调制射流切割各种材料得到的结果。强迫调制射流在材料表面清理、漆涂和去除涂层，混凝土结构的修补过程中的应用也将被提到。
关键词：水射流；被调制射流；超声波调制；动压力；喷口的滞留力。

1.介绍
在过去的十年里，高压水射流技术的应用取得了显著的进步，例如切割大量程的材料，材料表面的清理和表层的去除，混凝土结构的修补等。目前，大量的高压系统被供应出售，其中一部分产生的压力可高达400MPa，每分钟可提供几百公升水。但是，它在技术性能和经济性指标方面还需要进一步的发展，使其应用于越来越多高要求领域。
脉动水射流的产生使该技术得到进一步的发展成为可能，这是根据在同样的操作条件下，水流速度为V0，通过脉动射流在对象上产生的冲击压力Pi大于通过持续水射流产生的驻点压力Ps的事实的出的结论。当一持续液体流以V0的速度冲击刚性表面时，冲击处的最大压力就是驻点压力PS，假设：
PS=1/2ρV02[Pa]