Principio estructural del chorro de agua

Desde la antigüedad, los humanos han utilizado el impacto del flujo de agua para construir norias, norias y otras maquinarias hidráulicas. Si se pulveriza agua con una pistola de agua a alta presión, su impacto será mayor. La antigua Unión Soviética lo utilizaba para la minería del carbón, llamada minería hidráulica del carbón. El agua rociada a alta velocidad es bloqueada por la veta de carbón y la velocidad cae repentinamente, lo que generará suficiente fuerza de impacto en un instante para hacer que la veta de carbón se fracture frágilmente y complete la operación de extracción de carbón. Inspirados por esto, los científicos de la ex Unión Soviética desarrollaron una tecnología de corte por chorro de agua a alta presión, y las empresas estadounidenses patentaron la tecnología y la comercializaron.

El agua corriente se presuriza a 4.000 bar (60.000 psi) a través de un presurizador de presión ultraalta y luego se pasa a través de una pequeña boquilla (de 0,004 a 0,016 pulgadas de diámetro), que puede producir una velocidad de 915 metros. por segundo ((aproximadamente tres veces la velocidad del sonido). Esta flecha de agua se puede utilizar para una variedad de cortes y tratamientos de superficie.

Para cortar varias piedras, vidrio, cerámica, azulejos y otros metales y materiales duros, Fulu ha desarrollado una patente y un diseño más perfecto, que consiste en mezclar arena con flechas de agua para mejorar la capacidad de corte. Este chorro de agua abrasivo de alta velocidad puede cortar casi cualquier material.

Para ello se necesita agua, tuberías y boquillas. Por ejemplo, en las tuberías, los chorros de agua son agua que se presuriza mediante herramientas de alta presión y se expulsa a una presión extremadamente alta para cortar materiales cortantes duros. Por lo tanto, la tubería debe poder soportar presiones extremadamente altas, mucho mayores que 700 MPa, porque la delgada placa de acero (material de corte) puede soportar una presión de 700 MPa.

En segundo lugar, es incorrecto que el agua utilizada para los chorros de agua no tenga ninguna impureza. Debido a que la presión del agua es mucho mayor que 700 MPa, para equipos de sellado como tuberías, no importa qué tan bueno sea el rendimiento del sellado, el agua pura siempre provocará desgaste y fugas. Para resolver este problema, se debe agregar un 5% de aceite emulsionado soluble al chorro de agua para mejorar el efecto de sellado. Para las bombas de alta presión, también se debe agregar algo de aceite para mejorar su rendimiento de sellado.

Como se mencionó anteriormente, la boquilla de chorro de agua está hecha de carburo, zafiro y otros materiales. El diámetro de la boquilla es de sólo 0,05 mm, la pared interior del orificio es lisa y plana y puede soportar una presión de 1700 MPa, por lo que el agua a alta presión rociada puede cortar materiales como un cuchillo. Algunos polímeros de cadena larga, como el óxido de polietileno, también se añaden a un poco de agua para aumentar la "viscosidad" del agua y hacer que el agua rociada parezca "líneas finas".

Tiene una alta precisión de procesamiento y un ancho de corte de solo 0,1-0,8 mm, y puede usarse para procesar piezas con superficies curvas complejas. Las piezas procesadas tienen cortes suaves y limpios, sin necesidad de recortarlas. Especialmente para el procesamiento de materiales que se deforman fácilmente con el calor, el "chorro de agua" tiene ventajas únicas.

No tiene el problema de desgaste de las herramientas de corte. Los abrasivos y las aguas residuales mezcladas con el chorro de agua se pueden reciclar. El equipo es simple y el costo de procesamiento es bajo. La vibración y el ruido generados por el procesamiento son muy pequeños y la cantidad de virutas es solo del 15% al ​​20% de la del procesamiento mecánico. Las virutas desaparecerán con el flujo de agua y no volarán ni dañarán al operador.

El "chorro de agua", al no ser un cuchillo, abre un amplio abanico de usos. El corte de materiales compuestos es un problema difícil de procesar. Si se utilizan métodos de procesamiento tradicionales, se producirá delaminación y desgarro, y el "chorro de agua" es una herramienta ideal para resolver este problema. El uso de un "chorro de agua" para eliminar los revestimientos cerámicos de las piezas es superior a los métodos mecánicos y químicos. Se pueden utilizar "chorros de agua" para perforar agujeros y triturar materiales. También es muy conveniente utilizar un "chorro de agua" para limpiar los accesorios en la superficie del casco y la hélice, así como las incrustaciones en las tuberías de productos químicos.

El chorro de agua también se puede utilizar en procedimientos quirúrgicos. La Facultad de Medicina de la Universidad de Tokio utilizó un chorro de agua con una presión de 0,7 MPa para realizar experimentos en conejos. Los resultados mostraron que puede usarse para operaciones en el hígado, los riñones y otros órganos sin dañar los tejidos circundantes y sin causar infecciones fácilmente.

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