Основы чисткивысоким давлением

Влияние механических факторов
При чистке высоким давлением механический фактор определяется
четырьмя влияющими величинами:
 подачей
 давлением насоса
 расстоянием до очищаемой поверхности
 углом распыла

При отделении частиц грязи главную роль играет не столько ударное усилие, сколько удельная его величина (на единицу площади), т. е. ударное давление. Эта величина представляет собой давление, с которым струя воды воздействует на подлежащую очистке поверхность.
ударн. давление
расстояние угол распыла давление сопла подача
размер сопла
давление насоса
давление сопла внутр. сопротивл.
Ударное давление

Ударное давление
Связь ударного давления с давлением насоса
Ударное давление зависит от расстояния до объекта чистки, угла распыла струи, давления на выходе сопла и расхода воды.
Давление на выходе сопла определяется, в свою очередь, расходом воды и сечением сопла.
Давление насоса также определяется расходом воды и сечением сопла, но превышает давление на выходе сопла на величину, определяющуюся сопротивлениями на пути от насосной камеры к соплу.

Влияние расстояния до объекта на ударное давление
Величина ударного давления быстро снижается с ростом расстояния до объекта чистки.
Рекомендуемые расстояния - от 10 до 30 см
(в зависимости от свойств поверхности и вида загрязнения).
Влияние расстояния при одинаковом угле распыла
Рекомендуемые расстояния в интервале 10 - 30 см
угол распыла
расстояние
расход
воды
давление
сопла
время воздейств.
химикаты
температура
больше
ударное давление
меньше
расстояние (см)
ударное давление (бар)
давление сопла 200 бар
угол распыла 25°
1800 л/ч
1200 л/ч
1000 л/ч
850 л/ч
700 л/ч
500 л/ч
200
100
50
30
20
10
5
3
2
1
0,5
0,3
0,2
0,1
0 4 8 12 16 20 24 30 32 36 40

Влияние угла распыла на ударное давление
Kärcher предлагает сопла с углом распыла 0°, 15°, 25° и 40°, а также сопла с переменным углом, плавно регулируемым в пределах 0° - 90°.
Рекомендуемые углы распыла:
для стойких загрязнений: 0°-25°
для средних загрязнений: 25°-50°
для легких загрязнений: 50°-80°
Угол распыла
Стойкие загрязнения: 0-25°
Средние загрязнения: 25-50°
Легкие загрязнения: 50-80°
угол распыла
расстояние
расход
воды
давление
сопла
время воздейств.
химикаты
температура
стойкие
загрязнения
легкие
загрязнения
25°
80°
больше
ударное давление
меньше
угол распыла (°)
ударное давление (бар)
10
5
4
3
2
1
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0° 10° 15° 20° 25° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
1800 л/ч
1200 л/ч
1000 л/ч
850 л/ч
700 л/ч
500 л/ч
расстояние 20 см
давление сопла 200 бар

Влияние давления на выходе сопла на ударное давление
Увеличение давления на выходе сопла не приводит к пропорциональному повышению ударного давления в той же степени. Это повышение оказывается тем меньшим, чем меньше расход воды.
Поэтому выбор экстремально высоких сопловых давлений является неэкономичным решением. Увеличение ударного давления может быть с меньшими затратами обеспечено повышением расхода воды.
ударное давление
ударное давление
расход воды
давление насоса
Влияние давления на выходе сопла и расхода воды на ударное давление
угол распыла
расстояние
расход
воды
давление
сопла
время воздейств.
химикаты
температура
1-5
1-0
0-5
0-0
ударн. давлен. (бар)
давление сопла (бар)
расстояние 20 см, угол распыла 25°
1200 л/ч
600 л/ч
0 20 40 60 80 100 120 140 160

Влияние расхода воды
Кроме того, расход воды является определяющим фактором транспортировки отделенной грязи. Большой расход воды вызывает высокое ударное давление. При этом в меньшей степени проявляется эффект разрыва струи на большой дистанции (уменьшенное распыление).
Вода является носителем
 давления (кинетической энергии)
 температуры (тепловой энергии)
 чистящих средств
Расход воды
Рекомендуемый расход в интервале 600 - 1200 л/ч
угол распыла
расстояние
расход
воды
давление
сопла
время воздейств.
химикаты
температура
большой расход
малый расход
При одинаковых
значениях расстояния, угла распыла и давления
ударное
давление
меньше
больше
давление на выходе сопла (бар)
ударное давление (бар)
расстояние 20 см
угол распыла 25°
0 20 40 60 80 100 120 140 160 200
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
1800 л/ч
1200 л/ч
1000 л/ч
850 л/ч
700 л/ч
500 л/ч

Влияние конструкции сопла на ударное давление
Приведенные фотографии иллюстрируют две разные струи высокого давления.
 Расход воды,
 давление на выходе сопла,
 расстояние до объекта чистки и
 угол распыла
в обоих случаях полностью идентичны. Однако нижнее сопло обеспечивает увеличенное примерно на 40% ударное давление.
Мощное веерное сопло Kärcher

Влияние конструкции сопла на ударное давление
рабочая ширина в см
(расстояние от сопла 10 см)
ударное давление (бар)
обычное сопло
мощное сопло Kärcher (Power-сопло)
Н
4
3
2
1
3 2 1 0 1 2 3

Влияние температуры
Тепловая энергия является исключительно важным фактором чистки. Подведение тепла ускоряет протекание химических процессов. Происходит разжижение жировых и масляных загрязнений, в результате чего обеспечивается легкое их отделение от поверхности и удаление с потоком воды. Поддерживается эмульгирование масел и жиров. К тому же одновременно нагревается очищаемый объект, что ускоряет его высыхание.
На практике это значит, что при повышенных температурах может быть обеспечено сокращение времени чистки (вплоть до 40%) и улучшение ее результата.
угол распыла
расстояние
расход воды
давление
сопла
время
воздействия
химикаты
температура
время
воздействия
угол распыла
расстояние
расход воды
давление
сопла
химикаты

Время чистки и температура воды
Время чистки и температура воды
время чистки
результат чистки
80°C
20°C

Время чистки и температура воды
Аппараты высокого давления без подогрева воды
В случае использования аппаратов высокого давления без подогрева воды малое влияние температурного фактора приходится компенсировать увеличением ударного давления, применением чистящих средств и повышенными затратами времени.
Однако на вход аппаратов без подогрева воды может подаваться и теплая вода (с температурой до 60 °C).
Аппараты высокого давления с подогревом воды
За счет интенсификации температурного фактора (примерно с 12 °C до 80°C) при использовании аппарата с подогревом воды может быть уменьшено влияние других факторов - механики (= ударное давление), времени и чистящих средств.
Температурный фактор обеспечивает при повышении температуры воды примерно до 80 °C
 тот же результат чистки при уменьшенном ударном давлении,
 улучшенный результат при равном ударном давлении,
 улучшенное растворение жировых загрязнений
 и сокращение времени чистки.

Паровая струя
Различают:
 струю горячей воды
высокого давления 80°C
 паровую струю
(получаемую за счет снижения
вдвое расхода воды при той
же мощности горелки
и меньшем давлении) 140°C
Однако при атмосферном давлении температура воды составляет максимум 100 °C, т. е. температура паровой струи на выходе сопла равна 100 °С.
Струя горячей воды высокого давления перед выходом из сопла: 80 °С
100% воды
80°C
Паровая струя: 140 °C 93% воды - 100°C
7% пара - 100°C
Паровая струя

Температура и расстояние до объекта чистки
Паровая струя
350 л/ч, 140 °C, 20 бар
Струя горячей воды высокого давления
веерная струя 25°, 700 л/ч, 80 °C, 100 бар
Температура обеих струй уменьшается с ростом расстояния до объекта чистки.
Зависимость температуры от расстояния
температура воды (°C)
120
100
80
60
40
20
0
расстояние (см)
0 20 40 60 80 100
температура окружающей среды
струя горячей воды выс. давл.
паровая струя

Струя горячей воды высокого давления и паровая струя
Область применения струи горячей воды высокого давления
Струя горячей воды с температурой до 80°C применяется для очистки не чувствительных к давлению поверхностей.
Преимущества:
 повышенное ударное давление =
хорошее отделение грязи
 хороший эффект промывки
 малые испарения
 малая продолжительность обработки
Область применения паровой струи
Паровая струя с температурой до 140°C применяется для очистки чувствительных к давлению и структурированных поверхностей.
Преимущества:
 увеличенная подача тепла =
улучшенное растворение остатков с высокой температурой плавления
 повышенная температура и использование тепла конденсации пара
 экономное расходование воды и
чистящих средств
 мягкая струя, отсутствие обратного разбрызгивания
Использование струи высокого давления или паровой струи зависит от вида объекта и поверхности; при правильном применении каждая из них имеет свои преимущества.
угол распыла
расстояние
расход
воды
давление
сопла
время воздейств.
химикаты
температура

Роль чистящих средств
В определенных случаях оба таких фактора как ударное давление и температура не могут обеспечить удовлетворительного результата чистки даже при их дальнейшем увеличении. В таком случае на помощь приходят химические чистящие средства.
Применение чистящего средства для улучшения очищающей способности воды за счет увеличения смачивающей способности, эмульгирования или же непосредственного химического взаимодействия с компонентами грязи может осуществляться в случае чистки высоким давлением двумя различными рассматриваемыми ниже методами.
ASF: аббревиатура, означающая совместимость с отстойниками
Масла и грязь могут хорошо отделяться от воды в очистных установках.
Время воздействия
Концентрация чистящего средства
Оптимальное растворение грязи
Химикаты

Одношаговый метод
При одношаговом методе в струю высокого давления постоянно примешивается чистящее средство в концентрации примерно от 0,2 до 4,0 %. Одновременно действуют и механические факторы, и факторы, обеспечиваемые чистящим средством.
В связи с непродолжительным временем воздействия чистящего средства, во многих случаях этот метод не может обеспечить достаточно эффективной очистки.
Такой метод может применяться только в случае аппаратов HDS или в комбинации с инжектором высокого давления.
Области мойка автомобилей применения: удаление масел / жиров / дымов. смолист. отложений удаление воскового слоя фосфатирование
дезинфекция
Одношаговый метод
вода
чистящее средство

Двухшаговый метод
Первый этап
Нанесение чистящего средства с высокой концентрацией при низком давлении.
Чистящему средству дают подействовать определенное время, не допуская при этом высыхания.
Направление нанесения: снизу вверх.
Второй этап
Смывание растворенной грязи чистой водой при максимальном давлении.
В этом случае факторы чистящего средства и механики действуют последовательно.
Направление смывания: снизу вверх.
Области удаление краски / граффити
применения: удаление ржавчины / известковых отложений удаление налета в санузлах чистка фасадов
Двухшаговый
метод
вода
чистящее средство