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Jul 25, 2023

Os princípios básicos por trás da pressão de corte por jato de água

A pressão adequada de corte por jato de água vem de uma combinação da potência da bomba e do diâmetro do bico e do orifício. Obviamente, definir a pressão ideal é apenas um ponto de partida. Desde o início de

A pressão adequada de corte por jato de água vem de uma combinação da potência da bomba e do diâmetro do bico e do orifício. Obviamente, definir a pressão ideal é apenas um ponto de partida.

Desde o início da tecnologia de jato de água, há quase 50 anos, tem havido uma discussão contínua sobre qual combinação de pressão e potência resulta em desempenho de corte ideal. Números maiores se traduzem em cortes melhores ou mais rápidos? Qual combinação de pressão, potência e conjunto de bico é melhor para uma determinada aplicação? O que tudo isso realmente significa?

Para enquadrar a discussão, vamos remover o argumento do intensificador versus bombas de acionamento direto. Se você já investigou a compra de um sistema de jato de água, provavelmente foi atingido por uma enxurrada de dados de marketing e vendas mostrando os benefícios de cada um. As bombas intensificadoras hidráulicas podem fornecer pressões excepcionalmente altas ao custo de um sistema hidráulico que consome muita energia. Outros defenderam sistemas de acionamento direto que utilizam uma bomba mecânica de virabrequim (verfigura 1).

Nas décadas anteriores existia um trade-off entre essas tecnologias. As bombas intensificadoras eram consideradas mais fáceis e baratas de manter, especialmente em altas pressões, enquanto os sistemas de acionamento direto ofereciam maior eficiência energética. A tecnologia evoluiu e as compensações mudaram ao longo dos anos.

Independentemente disso, os princípios básicos por trás do corte por jato de água não mudaram. A combinação bocal/orifício auxilia na pressurização da água à medida que ela é espremida da tubulação de alta pressão através de uma abertura medida em centésimos de polegada. Passando por um orifício de pequeno diâmetro, a água forma um jato coerente de água que então passa por um bocal Venturi, onde uma quantidade medida de abrasivo granular é puxada para dentro do fluxo de água. A mistura de água e partículas abrasivas passa através de um tubo de mistura de cerâmica especial, e a pasta resultante de abrasivo/água sai do bocal como um fluxo de corte coerente de partículas abrasivas viajando em alta velocidade.

Os abrasivos cortam somente quando atingem o material com sucesso. A malha do abrasivo deve ter o tamanho correto para o orifício para evitar entupimentos. A granada de oitenta malhas é mais universal entre os tamanhos de bico, enquanto a granada de 50 malhas é muito mais grossa e normalmente é usada com orifícios de diâmetro maior, como 0,022 ou 0,020 pol. . Para bicos menores usados ​​para aplicações de alta precisão, como 0,014 ou 0,010 pol. bicos, uma malha de 120 ou superior é ideal.

O tamanho do bico não é o único fator que determina o tamanho de malha ideal para uma determinada aplicação. Assim como a lixa, acabamentos superficiais mais finos exigem tamanhos de malha mais altos e de granulação mais fina. Uma granada de malha 220 fornecerá acabamentos mais suaves e precisos em malha 80, especialmente ao cortar materiais finos.

A pressão é determinada pelo volume de água que é empurrado através do orifício do bocal por uma bomba (verFigura 2 ). Quanto menor o orifício, maior será a pressão. Hipoteticamente, com uma bomba de 100 HP e um orifício amplo, você poderia maximizar seu jato de água em 30.000 PSI – mas nenhum OEM vende algo assim porque não é eficaz. Por outro lado, é possível atingir 60.000 PSI com uma bomba de 5 HP, mas as aplicações são severamente limitadas e o orifício seria absurdamente estreito.

A potência é proporcional à pressão vezes vazão volumétrica (P = kp × V). Para uma determinada potência da bomba, qualquer aumento na pressão deve ser acompanhado por uma diminuição proporcional na vazão volumétrica. Isso significa que uma bomba de alta pressão deve usar um bico com orifício menor. Por exemplo, uma bomba intensificadora de 50 HP com 0,014 pol. o orifício do bico a 60 KSI é restrito a 0,010 pol. orifício em 90 KSI.

Para aplicações de jato de água puro realizadas sem abrasivos, mais pressão pode levar a um corte mais rápido. Na verdade, o diâmetro menor do jato proveniente de um sistema de alta pressão pode ser mais eficaz em aplicações de corte apenas com água, como produtos alimentícios ou espuma de borracha. Em sistemas abrasivos de corte por jato de água, entretanto, o abrasivo faz o corte, e não a água. Em vez disso, a água acelera pequenas partículas abrasivas em um fluxo coerente que pode corroer o material que está sendo cortado.