1.4　水射流技术的分类及特点

水射流技术的种类很多，分类的方法也不一样，现结合工程实际应用，介绍几种常用的分类方法。

（1）根据射流介质分类

①单一液体介质射流。如纯水射流、液氮射流、液态CO₂射流、超水射流和其他液体射流。

②液-固两相介质射流。如前混合磨料水射流、冰粒射流等。

③液-固-气体三相介质射流。如后混合磨料水射流、气压输送磨料水射流、干冰气射流等。

（2）根据射流流体力学特性分类

①定常射流。射流各个断面上的流体力学特性不随时间变化，仅为其所处位置的函数，该射流一定是连续射流。

②非定常射流。射流各个断面上的流体力学特性随时间和位置变化，该射流可以是连续射流，也可以是非连续射流。

（3）根据射流驱动压力等级分类

射流驱动压力等级是设计射流工艺系统的主要参数，与工艺系统的经济合理性、工艺设备的复杂性密切相关，具体分类如表1-1所示。

（4）根据射流工作环境介质分类

按环境介质的不同，结合射流的流体动力学结构与动力特性，射流可划分为以下两类。

①淹没射流。射流的工作介质与环境介质相同，属于单一介质的流动，如水或其他液体中喷射的水射流、空气中喷射的气体射流。

②非淹没射流。射流的工作介质与环境介质不同，属于两相或多相介质的流动，如水射流在空气中喷射。

（5）根据固壁条件分类

射流的工作环境中有无固体壁面的限制，直接影响射流的形成和动力特性。射流在固体壁面的约束下称为非自由射流；若无固体壁面约束，则为自由射流。有些文献认为自由射流不仅不受固壁限制，而且认为其环境介质的流速很小，甚至静止。

不受固壁限制的淹没射流，称为淹没自由射流；反之，称为淹没非自由射流。同理，不受固壁条件约束的非淹没射流，称为非淹没自由射流；反之，称为非淹没非自由射流。

（6）根据射流对材料的施载特性分类

按射流对物料的施载特性，水射流可分为连续射流、脉冲射流、空化射流和磨料射流四种，其中空化射流和磨料射流统称为混合射流。

①连续射流。连续射流对物料施载开始时有一个短时的冲击峰值压力，随后压力急剧下降并趋于稳定，主要利用该射流峰值压力过后的稳定压力进行物料切割和清洗。

②脉冲射流。脉冲射流是非连续射流，以脉冲的形式将水射流作用在靶体上，其施载特性是产生持续时间极短的峰值压力，连续不断地冲击靶体。脉冲射流对靶物表面的冲击力，远远超过一般连续射流的滞止压力，加速材料破坏裂纹的扩展，水射流的切割与破碎能力得到显著增强。常见的脉冲射流有阻断式、激励式和挤压冲击式。

③空化射流。空化射流是一种在射流中自然产生空化气泡的连续射流，其施载特点是冲击压力和稳定压力相结合。当水在高速流动时某处的局部绝对压力降到当地温度下的饱和蒸汽压时，溶解在水中的空气会释出，形成许多空泡。空泡溃灭将引起巨大的水力冲击，增强了射流的清洗和破碎能力。

④磨料射流。磨料射流就是将一定数量的磨料（如碳化硅、石榴石、金刚砂、石英砂等）与高压水混合，形成液固两相射流。通过将高压水的部分动能传递给磨料，改变了射流对靶体的作用方式。将纯水水射流对靶体的持续冲击，改变为磨料对靶体的冲击、磨削，射流的品质和工作效率明显提高。根据磨料的加入方式不同，磨料射流又有后混合式与前混合式之分。

（7）根据射流用途分类

①雾化射流（降尘、喷灌等）。

②造型射流（喷泉、人造瀑布、水幕等）。

③真空射流（水射流抽吸）。

④圆柱射流（消防、清洗等）。

⑤细射流（清洗、切割等）。