搖臂式噴頭工作的科學原理

搖臂式噴頭是很多水利工程都會使用的機器，然而大部分的人都會想知道搖臂式噴頭的一些原理。下面為您精心推薦了搖臂式噴頭工作科學原理，希望對您有所幫助。

(資料圖)

搖臂式噴頭科學原理

在噴頭的工作過程中，搖臂它的作用是撞擊噴體(或噴灌)使噴頭旋轉;偏流板它和導流板的作用是給搖臂的運動加速的，使水流的動能它最大限度地轉換為搖臂的撞擊的能量;搖臂彈簧它的作用是使搖臂回位和蓄、放搖臂的能量。這幾個部件它是噴頭運轉的關鍵的部件。搖臂的外形尺寸它和重心位置、搖臂彈簧的彈性大小它和導水器各部分的尺寸、相對位置都將直接影響噴頭的正常工作的。

(1)利用水流的沖擊，將水流它的動能傳遞給搖臂，噴體的靜摩擦轉動力矩它大于搖臂的靜摩擦轉動力矩的，噴體它不轉動而搖臂沿與噴頭轉動相反的.方向轉動;由于搖臂彈簧的作用，搖臂它在轉過一定角度后開始向回轉動。如不考慮摩擦，出水時它與入水前搖臂的轉速相等，方向相反;在此過程中，搖臂的動能它與彈簧的勢能相互轉換。

(2)搖臂體它撞擊噴體，瞬間釋放能量，產生很大的轉動的力矩，克服噴體的靜摩擦轉動力矩，使噴體它轉動。

(3)利用偏流板，使搖臂入水后繼續加速，搖臂它在撞擊時速度大于入水前的速度，保證搖臂提示不被水流沖出，而且有足夠的撞擊能量。

(4)由于偏流板它切入水流，使水流分流散射，其后它存有一段無水區。導流板它與偏流板有一段距離，并以一定速度運動入水，入水的過程中始終處于無水區的，保證 了搖臂它繼續加速。出水時情況恰好相反，偏流板它雖使水流偏轉，但此時搖臂它是反方向運動，偏轉的水流總能沖到導流板上的，在搖臂整體它離開主流之后，導流板繼續受水流的沖擊一段時間，從而使搖臂在脫水時獲得盡量大的動能。

搖臂式噴頭工作原理

搖臂式噴頭的工作原理實質上是工作時不同能量的相互傳遞和轉化的運動過程，它可以分為以下五個階段：

1、啟動階段，射流經偏流板射向導流板后，轉向60°-120°，導流板得到射流的反作用力，使搖臂獲得動能而向外擺動，繞搖臂軸轉動，使搖臂彈簧扭動，得到扭力矩，此力矩小于射流反作用力矩，因此，搖臂得到角速度而脫離射流。

2、外擺階段，慣性力使搖臂繼續轉動，直至搖擺張角達到最大，從而得到最大的扭力矩，此時角速度轉變為0，彈簧勢能達到最大，即搖臂外擺的動能全部轉化為彈簧的彈勢勢能。

3、彈回階段，在彈簧扭力矩的作用下，彈簧的彈性勢能逐步的轉化為搖臂的轉動動能，搖臂開始往回擺，角速度不斷的增加，直到搖臂將要切入射流。

搖臂式噴頭結構

1、旋轉密封機構，常用的有徑向密封和斷面密封兩種形式，由減磨密封圈、膠墊、防沙彈簧等零件組成。

2、流道，水流通過噴頭時的通道，包括空心軸、噴體、穩流器、噴嘴等零件。

3、驅動機構，由搖臂、搖臂軸、搖臂彈簧、彈簧座等零件組成，其作用是使噴頭在規定的扇形范圍內噴灑。

4、扇形轉向機構，由轉向器、反轉鉤、限位環等零件組成，其作用是使噴頭在規定的扇形范圍內噴灑。

5、連接件，搖臂式噴頭與供水管常用螺紋連接，其連接件多為噴頭的空心軸套。

搖臂式噴頭的工作過程

噴灌時，從噴嘴射出的水流射到搖臂前端導水器的導水板上，水流的反作用力使搖嚨獲得動能并向逆時針擺動。搖臂擺動時繞搖臂軸轉動，使搖臂彈簧扭轉，產生扭矩。當搖臂擺動到終點時，搖臂彈簧獲得最大的扭矩，此時搖臂停止逆時針轉動，在彈簧扭矩的作用下，搖臂開始回擺，并加速順時針轉動。

當搖臂的導水器切入水流時，偏流板最先接受水流的沖擊，產生的反作用力使搖臂加速回擺。在回擺慣性力矩和偏流板上水流的反作用力的共同作用下，搖臂以很大的角速度碰撞噴頭體打擊塊，使噴頭順時針轉動3度至5度。碰撞結束后，搖臂在水流的作用下再次補擺，重復上述旋轉變運動過程，驅動噴頭間歇運動而噴水。