气水脉冲清洗是一种利用气体和水流的协同作用,对管道、换热器、锅炉等设备内部进行高效清洁的技术管道清洗。其核心原理是通过交替或混合释放压缩空气和水流,在管道内形成高频脉冲冲击和湍流效应,从而剥离并清除内壁附着的污垢、杂质和沉积物。以下是具体工作原理的详细解析。
1. 气水混合与脉冲生成
介质准备:系统通过空气压缩机产生压缩空气(压力通常为 0.3~0.8MPa),同时通过水泵输送水流(水温可根据需求调整,常温或温水)管道清洗。
脉冲形成:压缩空气和水流在特制的脉冲发生装置(如脉冲控制器或混合罐)中按设定的频率和比例交替或同步注入管道管道清洗。例如,先注入一段压缩空气,再注入一段水流,形成 “气柱 + 水柱” 的脉冲序列。
高频振荡:脉冲序列在管道内以高速向前推进,形成周期性的压力波动(类似 “水锤效应”),频率可达数十次 / 秒管道清洗。这种波动会对管道内壁产生高频冲击,破坏污垢与管壁的附着力。
2.冲击力与剪切力剥离污垢
冲击力作用:当气水脉冲到达污垢附着区域时,高速运动的气水混合物会对污垢产生强大的冲击力管道清洗。例如,压缩空气推动水柱形成的 “水塞” 会像活塞一样撞击沉积物,使其破碎或松动。
剪切力作用:脉冲过程中,气水界面处会产生剧烈的湍流和涡流(类似 “气液两相流” 效应)管道清洗。这种湍流会在污垢与管壁的接触面上形成剪切力,如同 “橡皮擦” 般逐层剥离薄层状污垢(如锈层、微生物黏泥)。
空化效应辅助:在高压脉冲瞬间,局部压力骤降可能引发液体中的微小气泡破裂(空化现象),产生微射流(速度可达数百米 / 秒),进一步冲击和粉碎顽固污垢(如硬垢、结晶体)管道清洗。
3.污垢排出与管道冲洗
碎片悬浮与携带:松动的污垢碎片(如泥沙、锈渣、油脂团)会被后续的气水脉冲流携带,随水流向管道末端移动管道清洗。
定向排出:系统通常在管道末端设置排污口或回收装置,将混合了污垢的废水排出,避免二次污染管道清洗。对于复杂管网,可能需要分段清洗,确保每个分支的污垢都能被有效清除。
循环清洗强化效果:部分设备支持气水脉冲的循环运行,即清洗废水经过滤后可重复使用,通过多次脉冲循环进一步提高清洁效率,减少水资源消耗管道清洗。
4.关键技术参数与应用特点
压力与流量
气压:一般为 0.2~1.0MPa,需根据管道材质(如 PVC、钢管)和污垢硬度调整,避免压力过高导致管道破裂管道清洗。
水流量:通常为 5~20L/s,确保脉冲波有足够的动能传递管道清洗。
脉冲频率:5~20Hz 是常见范围,高频脉冲适用于精细管道(如家用水管),低频脉冲更适合工业级大口径管道管道清洗。
应用优势
非接触式清洗管道清洗,不损伤管道内壁;
对复杂管网(如 U 型弯、阀门密集处)清洗效果显著;
相比传统化学清洗,更环保(少用或不用化学药剂),减少废水处理成本管道清洗。
气水脉冲清洗通过气液两相流的动态协同作用,将机械冲击、湍流剪切和空化效应相结合,实现了对管道内部污垢的高效剥离与清除管道清洗。其技术优势在于清洁力强、适用性广、环保安全,已成为现代工业和民用管道维护的重要手段。实际应用中,需根据管道材质、污垢类型和系统结构优化气水配比、脉冲频率等参数,以达到最佳清洗效果。