硬質合金噴嘴減磨技術研究（三）
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- 發佈於：2015年8月12日
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還有一些較為新型的技術使得硬質合金噴嘴變得更為耐磨。其中像利用一個帶角度的臺階將大多數磨料聚集到噴嘴中心，使得磨料在該區域的速度較低，對噴嘴的磨損也較小。此外，通過加長噴嘴的長度，降低磨料對噴嘴內壁的高速碰撞，並且將噴嘴芯與噴嘴體分開降低了生產成本。另一種由美國學者設計製作的特殊結構噴嘴。其由具有滲透性的不銹鋼材料製成，潤滑劑在受壓力作用後通過滲透介質附著於噴嘴內壁生成油膜層。而該膜層在不斷被磨料水射流中的磨粒剪切和沖蝕磨損，但是在潤滑劑的壓力差作用下又可連續地補充，使得被剪切和沖蝕磨損的膜層部位及時受到修復，並且該結構還能在一定程度上改善射流的集束性。
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硬質合金噴嘴減磨技術研究（二）
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- 發佈於：2015年8月12日
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其次，磨料水射流在噴嘴中運動並得到加速，磨料粒子的加速過程滯後于水射流的加速過程，滯後程度取決於噴嘴的幾何形狀和磨料大小、密度等參數。由於噴嘴內流體處於紊流的狀態，所以磨料粒子具有較大的橫向速度，與噴嘴內表面進行碰撞、沖蝕，導致噴嘴磨損，所以一個合理的噴嘴內表面形狀可以在一定程度上減少磨損。
具體減少磨損的途徑有兩種，其一是取很小的長徑比，使噴嘴出口在嚴重磨損區域之前。另一種就是取較大的長徑比，使噴嘴出口出現在嚴重磨損區域之後。為保證磨料射流的收斂性和延長噴嘴的使用壽命，目前最常使用的長徑比為2:5.有相關實驗研究人員設計了帶圓弧進口的流線型硬質合金噴嘴、硬質合金圓弧噴嘴以及等變速型硬質合金噴嘴。雖然這幾種噴嘴設計都能夠在一定程度上較好地滿足噴嘴減磨的條件，但是這其加工工藝都相對複雜，成本也較高。
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硬質合金噴嘴減磨技術研究
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在高速磨料粒子的衝擊下，硬質合金噴嘴磨損的主要形式有沖蝕磨損、疲勞磨損和微觀切削等，其磨損的機理與磨料硬度、形狀、粒度等有關，噴嘴磨損最為嚴重的地方也不僅僅在出口處，在圓錐段和直線圓柱段的結合處靠後的地方也磨損相對嚴重。所以，相對來說研究和控制起來比較複雜。為了達到對硬質合金噴嘴減磨的目的總體的思路有兩種，其一是構建一個相對合理的磨料水射流系統，從而研究磨料粒子在噴嘴內的運動情況及射流切割的機理。通過優化設計噴嘴內部的形狀及構造來達到減少磨料的沖蝕磨損。而另一種就是通過尋找硬度更高、韌性更好的耐磨材料，像如今較多採用的是硬質合金、陶瓷、金剛石、人造寶石、耐磨鋼等。
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硬質合金雙流體噴嘴
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硬質合金雙流體霧化噴嘴利用空壓機提供的壓縮空氣，對液體進行霧化作用。其與一般噴嘴相比霧化的顆粒更為細小且分佈更為均勻，能夠確保完全蒸發。並且在同類的氣液霧化噴槍中，空氣消耗量最低。硬質合金雙流體噴嘴的霧化覆蓋面積大，氣液霧化噴槍的最大霧化直徑可達3μm-4μm，與煙氣混合更加充分，利於煙氣降溫調量，且在整個水量變化的氛圍內，霧化顆粒基本保持不變。此外，硬質合金雙流體噴嘴有著優異的抗堵塞性能，而且相對節能，它可以在較低的氣壓條件下實現微細霧化，所以被廣泛運用於水泥廠增濕塔噴霧系統，在反應器中利用與周邊煙氣形成的速度差和壓力差，實現煙氣與細小水珠和水蒸氣以及反映劑最有效的混合達到脫硫等目的。
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噴射砂流對硬質合金多孔噴嘴的影響（二）
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再者，砂粒的尺寸大小也對噴嘴材料磨損也有較為明顯的影響。當砂粒的尺寸很小時，其自身具有的動能也相對較小，相應的對材料的衝擊力也小，對噴嘴材料造成彈性變形，幾乎不發生磨損。當砂粒的粒度超過一定範圍時，其所具有對材料的衝擊力足以造成材料斷裂而發生磨損的情況，若粒度進一步增大，對材料切入的深度也就越深，磨損也更為嚴重。但是當粒度增大到一定程度時，會發生“尺寸效應”。這是由於材料的受力面積也相應增大，則材料磨損程度隨粒度的增大而緩慢增大。
最後，就是砂粒的形狀對磨損程度的影響。砂粒形狀可大致分為尖角形、棱角形、圓角形。同理尖角形砂粒對噴嘴材料進行衝擊時由於接觸面積小衝擊應力大，最易於切入材料造成磨損。所以相關研究人員總結出一個形狀係數（相同體積圓球表面積與砂粒實際表面積之比）用於表徵砂粒外形。其形狀係數越接近於1，則說明砂粒外形越接近於球狀，對噴嘴材料磨損也越小。反之，砂粒外形越尖銳，造成噴嘴材料的磨損也就越大。
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