邵忠良

(广东水利电力职业技术学院自动化工程系，广东广州 510635)

0 前言

锈层实质上是附着于金属本体上的氧化层，氧化层外层组织松散，内层则与本体结合紧密，该氧化层对本体无任何保护作用，其厚度还会随时间不断增厚，给本体带来严重危害［1］。除锈的目的是克服锈层与本体的附着力使锈与本体脱离。工业管道内壁除锈特别是直径在40 mm以内的小管道薄壁除锈一直是困扰工人的难题，针对此问题，国内外学者对此进行了大量的研究，也提出了许多除锈新方法［2-5］。传统的手工铲锤除锈效果差、除锈效率低、劳动强度大，酸洗除锈容易损伤金属本体且污染严重。新型的空气喷砂、喷丸等除锈方法作业噪声大，粉尘污染严重，对人体造成了极大地伤害。纯高压水射流除锈是近几年大力发展起来的除锈新方法，以其环保、安全和高效而著称，其除锈机制是将自来水通过高压油泵、增压器加压，然后通过除锈喷嘴以极高的速度喷出一股能量高度集中地水流，凝聚的流束呈楔子状渗入锈层快速磨削金属表面，从而去除材料上的锈层［6-8］。喷嘴是纯高压水射流除锈系统中的重要元件，常见的用于工业管道内壁除锈的高压水射流除锈喷嘴有锥形喷嘴、圆柱形喷嘴和锥直形喷嘴，其造型与几何结构决定了高压水射流的流动特性和动力特性，对除锈质量有直接影响。

文中利用FLUENT对3种目前常用于工业管道内壁高压水射流除锈的锥形、圆柱形和锥直形喷嘴的水射流流场进行数值模拟分析，然后对射流流场特性最好的喷嘴型式采用正交试验得出其最佳结构尺寸。……