اتلاف فشار در لنس و شلنگ فشار قوی واترجت

فشار جریان پاشش خارج شده از واترجت غالبا بسیار کمتر فشار تولید شده توسط پمپ واتر جت می باشد.این مسأله بعلت افت فشار قابل توجه در لنس و شلنگ فشار قوی می باشد. 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 می باشند.

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.

تأثیر 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 تأثیر 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.

پاسخ به سوال ذکر شده در پاراگراف قبلی را می توان در یک کلمه خلاصه نمود: قطر. هر چه قطر مسیر حرکت آب کوچک تر 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 تأثیر قابل توجه بر افت فشار خواهد داشت.