空穴射流清管器LH－SL型
空穴現(xiàn)象及空穴的產(chǎn)生機理
空穴效應：液體內部局部壓力**時, 液體內部或液固交界面上蒸汽或氣體空穴 (空泡) 的形成、 發(fā)展及潰滅的過程。
空穴現(xiàn)象：流場中，由于某種原因（如速度突變）使流場壓力**而促使氣泡產(chǎn)生的現(xiàn)象。
空穴現(xiàn)象一般在由高壓向低壓轉變時才會產(chǎn)生。
當流場中局部壓強**到某一臨界值時,空穴就在低壓區(qū)產(chǎn)生,空穴隨著水流被帶到高壓區(qū)時,就會突然潰滅而產(chǎn)生頻率很高的沖擊力。
空化及其相關概念
空化現(xiàn)象:當物體在液體中高速運動時, 在固體和液體的交界面上, 壓力會大大**, 有時甚*會產(chǎn)生接近真空的負壓, 此時, 即使是常溫下, 局部的水也會沸騰, 形成低壓的微小氣泡。 在周圍水壓的作用下, 這些氣泡急劇崩潰, 并伴生強大的沖擊波, 這便是空化現(xiàn)象。
空化數(shù)：代表空泡內外壓力差的無量綱數(shù) ，也是表示水流是否容易發(fā)生空化的參數(shù)，空化數(shù)愈小空化現(xiàn)象愈顯著 。
通過改變來流壓強或速度，可改變空化數(shù)和空化狀態(tài)。
空化效應：液體中空泡潰滅時產(chǎn)生的空蝕、噪聲、振動和發(fā)光等現(xiàn)象。
流體力學通常把流體作為一種連續(xù)介質研究,空化是液體中產(chǎn)生的一種現(xiàn)象,是液體從液相變成汽相的相變過程，空化的結果使得動介質的連續(xù)性遭到破壞。此時在液體中的某些部位出現(xiàn)充滿蒸汽的空穴腔即蒸汽空穴,當蒸汽空穴隨著水流進入高壓區(qū)，空氣中的蒸汽頓時凝結，空泡潰滅，隨之產(chǎn)生高壓、高溫、放電及發(fā)光現(xiàn)象，此為空化現(xiàn)象全過程。
在空化過程中,空泡急速產(chǎn)生、擴張，又急速潰滅，在液體中形成激波或高速微射流。
美國學者 R.T.柯乃普等通過計算得出, 空穴破滅時的壓力強度可達到 103 個大氣壓量級。
產(chǎn)生空化的原因
產(chǎn)生空化的主要原因有三: ①高速水流作用； ②物體形狀結構； ③物體表面不平整。
(1) 由于物體表面局部不平整而產(chǎn)生局部漩渦或壓力脈動而造成水流局部壓力**是產(chǎn)生空化的基本原因。 (2) 因物體布置或體形設計不合理造成局部壓力**或產(chǎn)生負壓是產(chǎn)生空化的根本原因。(3) 因水流速度大,使水流空化數(shù)減小,從而導致空化作用的加劇是產(chǎn)生空化的主要原因。
空化類型
游移型空化：指在過流表面的液體中形成很多獨立的互不相連的小空泡水流摻混,是不透明的乳白霧狀空化云。隨水流中壓力而變化,過流體上獨立的小空泡隨之生長、發(fā)展和潰滅,并隨水流的運動而移動。
固定型空化：游移空化的發(fā)展,空泡不斷聚集和擴大,直觀為一較大的空泡腔,內部充滿水流,呈透明狀。
漩渦型空化：自過流邊界突變處因水流分離而形成,形態(tài)不穩(wěn)定,是一種瞬息隨機變化空化。
振蕩型空化：是一種無主流空化,與前幾種相比,主要是其產(chǎn)生的作用力為連續(xù)的高振幅和高頻的壓力脈動。
本清洗裝置主要就是利用漩渦型空化和振蕩型空化來實現(xiàn)其清洗功能的。
另外按空化的發(fā)展階段則可分為: ①初生空化：隨水流中壓力的**,水流中開始出現(xiàn)的陣發(fā)性空泡; ②附體空化：運動物體的初生空化的進一步發(fā)展,致使該流體上產(chǎn)生直觀為一片固定的空化區(qū),其尺寸隨流速增大壓強**進一步發(fā)展; ③超空化：壓力進一步**,空化超過繞流體范圍,形成一個包圍流體的大空腔。
其中超空化狀態(tài)（固體整個邊界面上的空泡發(fā)展延伸到固體尾端的液體中）可應用設計高轉速的超空化螺旋槳來實現(xiàn)。
空泡流理論的概念及類型
空泡流理論：研究水中運動物體在物面上產(chǎn)生空化形成空泡的情形下，繞流流場和水動力特性的理論。
空泡流有兩種類型：①超空泡流：空化**發(fā)展，空泡從物體表面延伸到尾部后面的流動。②局部空泡流：空化區(qū)域僅覆蓋物體部分表面而不超出物體尾部的流動。
目前存在的清管裝置及其缺陷
目前主要應用的清管方法為化學清洗和PIG清洗。
化學清洗的缺陷：用液量大，施工時間長；廢液處理難；對管線有腐蝕；施工成本高。
空化射流在管道清洗中的應用
所謂空化射流：就是人為地在水射流流束內產(chǎn)生許多空泡，利用空泡破裂所產(chǎn)生的強大沖擊力增強射流的作用**。
空化射流的基本原理是從噴嘴出來的射流在其內部誘使生成充滿水蒸汽的空化泡，適當調節(jié)噴嘴結構與沖擊物體表面距離，使這些空化泡有長大、壓縮過程。當射流沖擊到物體表面時，空化泡破裂，產(chǎn)生微射流和激波沖擊，打破管內壁與污物之間的粘合力，從而實現(xiàn)對管道的徹底清洗。
空穴（集束）射流清洗技術
技術原理：空穴射流清洗技術運用的是流體力學領域中的“空穴效應”原理。放入管路中的清洗器，在流水和壓縮空氣的推動下快速向前移動。清洗器上的金屬葉片產(chǎn)生高頻、劇烈振顫，清洗器被由此產(chǎn)生的急速旋轉的渦流所包圍，形成了連續(xù)移動的低壓區(qū)，這個區(qū)域的流水始終呈汽化狀態(tài)，由此產(chǎn)生的細微汽泡，又迅速被壓縮直*崩裂，瞬時激射出強力的微射流，無數(shù)的微射流匯聚成沖擊波徹底粉碎沉積物。
與其他清洗方法相比，空穴射流清洗技術的優(yōu)勢
清洗**好：集束射流清洗技術的清洗原理和現(xiàn)有的Pig清管器的清洗原理有根本上的不同，能夠以更大的能量對垢層進行沖擊。集束射流清洗技術運用的是流體力學中的“空穴效應”原理，在清洗過程中產(chǎn)生高速微射流和沖擊波，對油垢、化學垢、水垢、銹垢、軟性垢、硬性垢、粘性垢等多種垢質都能進行徹底**。
清洗速度快：清洗器在長度為1Km地下管線中的運行時間只有15分鐘左右，在水套加熱爐中的運行時間只有5分鐘左右即徹底完成清洗任務，而且一次性清洗距離越長越見優(yōu)勢。
清洗行程長：動力水流自清洗器的縫隙中激射而出，掃清了前面被清洗下來的污垢，不會阻塞?，F(xiàn)有的Pig清管器利用刮擠功能除垢，硬度大，不過水，極易造成前方污垢嚴重堵塞，影響清洗距離。高壓水射流清洗的單次施工距離受自身設備的限制,只有一、二百米。
通過能力強，彈性變形大：空穴射流清洗器由揉性的葉片組成，收縮比可達30%以上?？梢郧逑磸碗s的U型管、螺旋管，例如清洗盤管回程較多的水套爐。如果發(fā)生卡阻，使用電子定位儀可以在短時間內準確認定卡阻位置并排除。
清洗范圍廣：對Φ40-1000mm的管路均可清洗,沒有長度、垢質的限制。
**可靠：常壓工作無**隱患，高壓水射流清洗的水壓達到100-200Mpa,對施工現(xiàn)場人員的人身**構成重大威脅。
真正**：由于是純物理清洗技術，對管道無損傷，對環(huán)境無污染。
