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序 1

前言 1

第1章 概论 1

1.1 水射流概念 1

1.2 水射流的历史回顾 3

1.3 水射流分类 5

1.4 水射流的应用 8

1.5 高压水射流技术信息源 12

1.6 高压水射流技术的现状与发展 14

1.6.1 超高压水切割机 15

1.6.2 高压清洗机 16

1.6.3 超高压大功率成套设备 17

1.6.4 微小型清洗机 19

参考文献 20

第2章 水射流理论基础 21

2.1 射流流体力学基础知识 21

2.2 射流结构与基本参数 29

2.2.1 射流结构 30

2.2.2 射流基本参数 32

2.2.3 射流轴心线上速度的变化规律 40

2.2.4 射流的稳定性 42

2.3 射流速度衰减的理论解析 43

2.4 射流的微观破坏机理 46

2.4.1 射流破坏的基本物理模型 47

2.4.2 液滴与材料的相互作用 50

2.4.3 射流打击力 54

2.4.4 自由剪切湍流 59

2.4.5 材料的失效形式 60

2.5 射流切割理论浅析 62

参考文献 67

第3章 水射流成套设备 68

3.1 高压清洗机 68

3.2 超高压水切割机 74

3.4 小型清洗机 77

3.3 微型清洗机 77

3.5 高温清洗机 80

3.6 通过式清洗机 83

3.7 下水道清洗车 83

3.8 浆料射流设备 87

3.9 水炮 91

参考文献 98

第4章 高压水发生设备 100

4.1 总体设计 100

4.1.1 型式与结构 100

4.1.2 确定主要参数 106

4.1.3 泵的整体布置 109

4.1.4 系列化设计 110

4.2 高压泵 111

4.2.1 泵的传动端 111

4.2.2 泵的液力端 115

4.3 超高压泵 120

4.4 增压器 122

4.5 高压系统零件材料 126

4.5.1 高强度金属材料的选用 126

4.5.2 高强钢的生产工艺 131

4.5.3 材料的质量检验 132

4.6.1 最佳自增强压力 133

4.6 自增强处理工艺 133

4.6.2 自增强处理方法 135

4.7 液压试验 137

参考文献 139

第5章 阀 140

5.1 安全阀 140

5.2 调压溢流阀 145

5.3 控制阀 150

5.3.1 脚踏控制阀 150

5.3.2 气动控制阀 153

5.3.3 双联阀 153

5.3.4 换向式脚踏控制阀 156

5.4 间隙节流调压阀 158

5.5 喷枪 161

5.5.1 截流型喷枪 161

5.5.2 溢流型喷枪 163

5.5.3 平衡型喷枪 165

5.5.4 旋转型喷枪 167

5.6 超高压阀 168

5.7 其他阀 170

5.7.1 单向阀 170

5.7.2 手动截止阀 172

参考文献 172

6.1.1 O形圈密封 173

第6章 密封 173

6.1 静密封 173

6.1.2 垫圈 176

6.2 旋转密封 180

6.3 往复密封 182

6.3.1 填料密封 183

6.3.2 间隙密封 187

6.3.3 组合密封 191

6.4 密封的失效 195

参考文献 196

7.1 射流功率 198

第7章 喷嘴 198

7.2 喷嘴型式 201

7.2.1 低压喷嘴 202

7.2.2 高压喷嘴 208

7.2.3 超高压喷嘴 214

7.3 喷嘴的计算 215

7.4 喷嘴性能及其失效判据 224

7.5 空化喷嘴 229

7.6 喷嘴的材料与工艺 233

7.7 射流性能的检测 237

参考文献 240

8.1 固定喷头 241

第8章 喷头 241

8.2 强制旋转喷头 247

8.3 二维自转喷头 252

8.3.1 自旋转喷头的密封 253

8.3.2 自旋转喷头的限速 254

8.3.3 自旋转喷头的使用 255

8.3.4 自旋转喷头的分类 257

8.4 平面清洗器 259

8.5 三维旋转喷头 261

8.6 旋转接头 264

8.7 真空喷头 267

8.8 水切割喷头 272

参考文献 280

第9章 配管与连接 281

9.1 高压软管及其总成 281

9.1.1 对高压软管的要求 282

9.1.2 高压软管总成接头型式 284

9.2 超高压软管及其总成 287

9.3 高压软管的使用 288

9.4 超高压硬管 291

9.4.1 对超高压硬管的要求 291

9.4.2 超高压硬管的端部螺纹 293

9.4.3 超高压硬管的弯曲 295

9.4.4 超高压硬管的应用 297

9.5 连接 301

9.5.1 管件的连接 302

9.5.2 高压零件的连接 305

参考文献 307

第10章 磨料射流装置 308

10.1 磨料射流原理 308

10.2 磨料射流系统 310

10.2.1 磨料水悬浮液射流系统 310

10.2.2 磨料水射流系统 312

10.2.3 磨料浆液射流系统 314

10.3 磨料喷头 316

10.4 磨料喷嘴 319

10.4.1 磨料喷嘴材料 320

10.4.2 磨料喷嘴的磨损 322

10.5 磨料 326

10.5.1 磨料的种类和性质 326

10.5.2 磨料的形状和粒度 327

10.5.3 磨料特性对射流切割的影响 329

参考文献 330

11.1 概述 331

11.1.1 水切割机的应用价值 331

第11章 数控超高压水切割机 331

11.1.2 数控超高压水切割机的功能与用途 333

11.1.3 水切割机的技术发展 333

11.2 超高压发生器 335

11.2.1 300MPa超高压发生器 335

11.2.2 380MPa超高压发生器 337

11.3 水质及其处理装置 338

11.3.1 基本要求 338

11.3.2 水切割机水质处理实例 341

11.4 切割平台 343

11.4.1 龙门式平台 343

11.4.3 立式传动平台 344

11.4.2 悬臂式平台 344

11.4.4 无水槽平台 345

11.4.5 机器人手臂式水切割机 346

11.4.6 多切割刀头平台 347

11.4.7 复合型切割平台 348

11.5 控制系统 350

11.6 驱动系统 353

11.6.1 步进电机驱动 353

11.6.2 伺服电机驱动 355

11.7 传动系统 356

11.7.1 滚珠丝杠副 356

11.7.2 滚动直线导轨副 358

11.8 水切割机的自动化控制 361

11.8.1 信息处理 362

11.8.2 机床控制 363

11.8.3 信息处理举例 366

11.9 高压水开关 371

11.10 接收器 373

11.11 稳压容器 375

11.11.1 流量脉动 375

11.11.2 稳压容器的设计 377

11.12 缘壁切割机 382

参考文献 385

第12章 工业清洗设备与装置 386

12.1 大功率超高压泵 386

12.1.1 大功率超高压泵应用范围 386

12.1.2 动力端的结构 387

12.1.3 柱塞密封的结构 391

12.1.4 高压泵头的结构 393

12.1.5 成套设备的压力控制形式 396

12.2 机场跑道除胶设备 400

12.2.1 共性技术 400

12.2.2 单纯的除胶车 403

12.2.3 多功能除胶车 406

12.2.4 带横移式清洗器的除胶车 409

12.3 地面油污清洗车 412

12.3.1 水射流清洗工艺的优越性 412

12.3.2 油污清洗车的功能与构成 412

12.3.3 平面清洗器 413

12.3.4 试验与使用效果 416

12.4 氧化铝业结疤的清除 417

12.4.1 超高压大流量泵机组 418

12.4.2 管道化内壁结疤的清除 420

12.4.3 压煮器结疤的清除 422

12.5.1 油管内外壁同步清洗 424

12.5 管道内外壁同步清洗装置 424

12.5.2 清洗装置设计 425

12.5.3 清洗装置使用 429

12.6 乏燃料元件运输容器清洗装置 430

12.6.1 清洗装置设计 430

12.6.2 清洗装置使用 433

12.7 高压水除鳞技术与装置 436

12.7.1 高压水除鳞技术 436

12.7.2 高压水除鳞装置 439

参考文献 442

13.1 工业清洗方法 443

第13章 工业清洗应用 443

13.2 有效清洗的参数控制 445

13.2.1 工业清洗压力的选择 445

13.2.2 高压水射流的参数影响 447

13.3 管束的清洗 450

13.3.1 换热器管程的清洗 450

13.3.2 换热器壳程的清洗 454

13.4 跟踪管道自进清洗 456

13.4.1 复杂管路系统的清洗 456

13.4.2 城市排水系统的清洗 458

13.4.3 水井进水管的清洗 459

13.5 容器的清洗 461

13.4.4 高层建筑垃圾竖井的清洗 461

13.5.1 大型容器内壁清洗装置 462

13.5.2 小直径容器的清洗 464

13.6 平面清洗 466

13.6.1 地面清洗 466

13.6.2 建筑物外壁清洗 467

13.7 水下清洗应用 468

13.8 轮毂清洗装置 472

13.9 危险场合的清洗 473

13.9.1 爆炸性材料的清洗 473

13.9.2 放射性污染的清洗 476

参考文献 477

第14章 工业除锈应用 479

14.1 除锈应用标准 479

14.2 除锈之“锈” 483

14.3 除锈工艺及其发展 485

14.3.1 传统的除锈工艺 485

14.3.2 磨料射流技术 487

14.3.3 超高压纯水射流技术 489

14.3.4 自动爬壁除锈成套技术 493

14.3.5 脉冲射流技术 494

14.3.6 除锈工艺的比较 497

14.4.1 整体设计 498

14.4 除锈成套设备 498

14.4.2 超高压泵机组 500

14.4.3 爬壁机器人 503

14.4.4 真空系统 505

14.4.5 系统能量损失 506

14.4.6 国外产品技术水平分析 509

14.5 除锈试验研究 512

14.5.1 研究模型 512

14.5.2 氯化物试验 513

14.5.3 显微研究 514

14.5.4 试验研究 519

14.6.1 板材除锈 527

14.6 标准对象除锈应用 527

14.6.2 型材除锈 529

14.6.3 箱体除锈 530

14.7 特殊剥层应用 532

14.7.1 清除涂层 532

14.7.2 清除热喷涂涂层 533

14.7.3 铸件清砂 536

参考文献 537

第15章 工业切割应用 540

15.1 射流切割的技术参数 540

15.2 影响射流切割的因素 546

15.3 水射流与磨料射流切割 555

15.4 射流加工技术 566

15.4.1 磨料射流车削加工 566

15.4.2 磨料射流铣削加工 569

15.4.3 磨料射流钻孔技术 574

15.4.4 磨料射流抛光技术 579

15.5 岩石爆破与切割 581

15.6 切割工艺的比较 584

15.7 水切割实例 589

15.8 水切割技术的发展趋势 595

参考文献 598

第16章 石油工程应用 601

16.1 淹没射流动力学与加长喷嘴牙轮钻头 602

16.1.1 淹没非自由射流轴心压力衰减规律 603

16.1.2 射流压力分布模式 606

16.1.3 喷射钻井水力参数设计新方法 608

16.2 自振空化射流理论与钻头 609

16.2.1 自振空化射流调制机理与喷嘴结构设计 609

16.2.2 实验装置与实验方法 611

16.2.3 常压下自振空化射流冲击压力特性 612

16.2.4 围压下自振空化射流冲击压力脉动特性 614

16.2.5 自振空化射流冲蚀岩石特性实验 615

16.2.6 围压下自振空化射流初生能力和噪声特性 617

16.2.7 自振空化射流喷嘴钻头 619

16.3 旋转射流与径向水平钻井技术 622

16.3.1 旋转射流理论与特性 622

16.3.2 旋转射流破岩钻孔 624

16.3.3 径向水平井技术的应用 627

16.4 高压旋转射流处理地层增产增注技术 629

16.4.1 自振空化射流处理地层机理 630

16.4.2 射流喷头旋转速度控制技术与特性 632

16.4.3 井下水力参数计算 633

16.4.4 高压旋转射流处理地层现场试验与应用 637

16.5 自激波动注水技术 639

16.6 磨料射流与水力喷砂射孔技术 642

16.6.1 磨料射流射孔机理 643

16.6.2 参数影响实验研究 645

16.6.3 实验结果分析 646

16.6.4 磨料射流射孔现场试验应用 650

参考文献 652

第17章 其他应用 655

17.1 土方工程 655

17.2 冻土与冰的破碎 659

17.3 水射流注浆 661

17.4 混凝土切割与道面破坏 670

17.5 水力采煤技术应用 678

17.6 水射流钻孔 683

17.7 水射流除尘 688

17.8 水射流用于医疗 692

参考文献 695

第18章 工业清洗工程 697

18.1 工业清洗的对象 697

18.2 工业清洗方法的选择 698

18.2.1 工业清洗方法的分类 698

18.2.2 工业清洗方法的技术特点 699

18.2.3 影响清洗方法选择的因素 700

18.3.1 施工组织设计的编制依据 701

18.3 工业清洗工程施工组织设计 701

18.3.2 施工组织设计的编制 706

18.3.3 清洗工程施工准备 706

18.4 工业清洗工程施工工艺 707

18.5 工业清洗工程施工管理 728

18.5.1 工业清洗工程的组织管理 728

18.5.2 工业清洗工程的技术管理 730

18.5.3 工业清洗工程的质量管理 730

18.6 工业清洗工程实例 733

18.6.1 大型清洗工程实例 733

18.6.2 单项清洗工程实例 740

19.1 改变工作介质的特性 749

第19章 提高水射流的性能 749

19.2 气包水射流 753

19.3 间断射流 754

19.4 空化射流试验研究 757

19.5 电液脉冲射流 762

19.6 低温射流 765

19.7 690MPa超高压水射流 771

参考文献 774

第20章 运行与安全 776

20.1 设备的运行 776

20.2 故障排除及维修 778

20.3 安全与防护 784

20.4 作业安全规范 795

参考文献 800

第21章 水射流设备标准 802

21.1 标准体系 802

21.2 基本参数 803

21.3 技术条件 806

21.4 试验方法 811

21.5 超高压泵 814

21.6 超高压水切割机 817

21.7 超高压水射流除锈设备 821

参考文献 824