氣刀之所以能以柔克剛,用氣體來刮除鋅液,靠的就是使壓縮空氣的方向和速度統(tǒng)一起來,形成像刀一樣的氣幕,噴向鋼帶,對(duì)鋅液發(fā)生作用。
打個(gè)比方,普通光源發(fā)出的光線是散射光,因而不能傳播到很遠(yuǎn)的地方,也不能傳遞大量的能量。而激光是速度和方向都十分統(tǒng)一的光線,它就能傳播到很遠(yuǎn)的地方,而且能傳遞大量的能量。同樣的道理,要使氣刀噴出的氣流最大限度地以最大的速度和最多的數(shù)量沖擊到鋼帶表面,就必須使流動(dòng)的速度和方向高度統(tǒng)一。流體力學(xué)上把流體內(nèi)部流動(dòng)的速度和方向都一致的流動(dòng)形式叫層流,而流體內(nèi)部速度和方向不一致的流動(dòng)形式叫紊流。可見,我們最希望的是層流,或紊流中層流的成分越多越好。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),就必須規(guī)范氣刀的結(jié)構(gòu)。一是在氣刀內(nèi)部氣流所經(jīng)過的面積逐漸變小,使氣流由不同方向的流動(dòng)規(guī)范到大體統(tǒng)一的方向,也能使氣流的流速增加。二是氣刀噴嘴發(fā)揮一定的導(dǎo)向作用,使氣流的方向得到進(jìn)一步規(guī)范或盡可能統(tǒng)一的方向。這樣,氣流在噴出氣刀,失去噴嘴的制約作用以后,在慣性的作用下仍然能在一定程度上保持直行的狀態(tài)。
如圖1所示,

圖1有無平行段的噴嘴對(duì)比;
如果噴嘴沒有平行段,噴出來的氣流會(huì)在慣性的作用下,保持氣刀內(nèi)部紊亂的方向,向四處發(fā)散。只有噴嘴有一定的平行段,才能使氣流內(nèi)部的速度方向和大小統(tǒng)一向前,噴出氣刀以后也能最大限度地在二定范圍內(nèi)保持相同的速度和方向。
當(dāng)然,氣刀噴嘴的平行段不可避免地對(duì)氣流有一定的阻力,試驗(yàn)表明,這個(gè)阻力是一定的常數(shù),即隨著氣刀唇口平行段的長度增加,氣體流經(jīng)噴嘴的動(dòng)壓頭下降一定的數(shù)值以后就趨于平緩,如圖2所示。

圖2氣流動(dòng)壓頭隨氣刀刀唇平直段長度變化曲線;
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