射流的编程

‘壹’ 射流的原理是什么

射流泵的工作原理。工作流体Q 从喷嘴高速喷出时﹐在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空﹐被输送的流体Q S即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动量交换﹐使被输送流体的动能增加﹐最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能。 按照工作流体的种类射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵﹐其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。射流泵主要用于输送液体﹑气体和固体物。它还能与离心泵组成供水用的深井射流泵装置﹐由设置在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以工作流体来抽吸井水。射流泥浆泵用于河道疏浚﹑水下开挖和井下排泥。射流泵没有运动的工作组件﹐结构简单﹐工作可靠﹐无泄漏﹐也不需要专门人员看管﹐因此很适合在水下和危险的特殊场合使用。此外﹐它还能利用带压的废水﹑废汽(气)作为工作流体﹐从而节约能源。射流泵虽然效率较低﹐一般不超过30％﹐但新发展的多股射流泵﹑多级射流泵和脉冲射流泵等传递能量的效率已有所提高。|||射流式真空泵工作流体可分为高压蒸汽、空气或高压水，射流式真空泵与所输送的流体（液体或气体）混合，共同排出。

‘贰’ 火焰数控切割机怎样编程

编制数控火焰切割机的加工程序通常有两种方法，手工编程和自动编程。手工编程大体过程为:分析零件图样一数控工艺处理一数学处理一编写NC代码一校验、调试NC程序一首件试切一误差分析，枯燥、繁琐、易出错、指令语法难记忆。而对复杂的加工零件描述点过多更不适用。自动编程时AutoCAD2000可直接由二维图形描述零件轮廓的图形实体直接生成数控加工代码，避免人工编程复杂的记忆。明显提高编程效率和编程质量。
1、数控火焰切割机自动编程的加工过程
零件轮廓坐标信息可由POLYLINE命令完成，它是由一系列首尾相连的直线和圆弧组成。在图形数据库中以顶点子实体的形式保存信息，与形状位置有关的信息有两个:一是顶点的坐标值，二是顶点凸度。
在对轮廓要求不严格时，如护栏花形、文字等，也可用LINE命令，利用粗插补的原理，连续描述零件实体轮廓外形，直接生成顶点(VERTEX)的坐标值。通过ObjectARX函数求出。再用DXFOUT命令生成转换文件*.DXF，将转换文件*.DXF编译产生NC代码，获得机床所需信息。而不用重新将顶点和凸度信息逐一提出编辑、编译。
数控火焰切割机通过软盘、传输电缆及DNC网络获取信息后就可以利用氧一乙炔的火焰把钢板割缝加热到熔融状态，用高压氧吹透钢板进行切割。整个过程点火一预热一通切割氧一切割一熄火一返回原点，都自动完成。
2、自动编程实现的环境
windowS下的AutoCAD2000或AutoCAD2002以及Autodesk公司推出的工具ObjectARX采用并支持利用面向对象技术开发智能化设计系统，ARX应用程序实质是运行期间实时扩展AutoCAD共享地址空间的动态连接库(DLL)，与AutoCAD之间来用windows消息传递机制直接通信。可直接访问调用AutoCAD核心函数，利用AutoCAD核心数据库结构、图形系统、几何造型核心及代码建立与AutoCAD本身固有命令有同样操作方式的新命令。主要由AcDb和AcEd核心库及AcGi、AcGe等重要库类组成。所以编程时更具运行效率和稳定性。

目前国产数控火焰切割机CNC系统，采用的主机主要是单板机、单片机和DOS平台386CPU以下档次的PC机，其操作系统存在着性能和功能低下的问题，使用起来很不方便。因此有必要开发一种性能好、功能齐全、编程和操作都方便的CNC系统，一是对旧的数控火焰切割机控制系统进行更新，二是为新的数控火焰切割机进行配套。随着IPC机性能的提高和价格的降低，用IPC机开发CNC系统的巨大优越性逐渐显现出来。IPC机除了具有更高的可靠性和抗干扰能力外，和PC机一样具有高的运行速度、丰富的硬件资源（CPU、存储器、协处理器、软硬件驱动器、串/并行口、中断、定时器、总线插槽、显示器、键盘、电源等）、软件资源（Windows平台以及可资使用的各种开发软件，如AutoCAD、网络通讯等）和功能调用，具有开放式的体系结构和具有很高的性能价格比。只要在总线扩展槽中插入自行开发或从市场上购置的驱动系统伺服控制卡和I/O卡，在充分开发和利用IPC机固有功能的基础上，自行开发控制系统软件，便可使IPC机变成能进行实时多任务处理、界面友好和功能强大的CNC系统。而且，随着IPC机的不断更新换代，用其开发的CNC系统也很容易更新换代。本文介绍以IPC机为硬件平台、Windows为软件平台自行研制开发的数控火焰切割机CNC系统。

二、数控火焰切割机CNC系统的硬件组成
数控火焰切割机机械部分主要由底座、龙门式移动框架、火焰喷头、传动机构和三个步进电机组成（图略），以实现对平面板材零件的切割加工。三个步进电机分别控制龙门框架的前后移动（Y电机）、火焰喷头的左右（X电机）和上下移动（Z电机），X、Y、Z三轴可以实现联动控制。数控系统的硬件结构如图1所示。该控制系统以IPC（486以上CPU，8MB以上内存，500MB以上硬盘）作为主机，除了IPC的固有硬件（CPU主板、TVGA卡、电源），只在插槽中增加了一块32位光隔离I/O.TIMER（并行输入输出/定时器）卡。由该卡的I/O并行口控制三个步进电机的运行、乙炔开关、乙炔点火、切割氧开关以及接收工作台的限位行程开关信号、坐标零位信号。由板上的8253定时器作为步进电机运行中断服务程序的中断定时器，时钟频率取2MHz。通过计算机的键盘实现对控制系统的操作。三个移动方向步进电机的脉冲当量均为0.01mm。由于486以上PC机高的运行速度，完全可以用一个CPU完成从系统程序管理到加工控制的所有工作，没有必要采用上、下位机的多CPU结构。
三、数控火焰切割机CNC系统软件结构
1.软件组成
该CNC系统不但包含了普通CNC系统的所有功能，而且还具有切割前自动点火、预热、通切割氧、加工终结熄火，以及加工中割炬按加工轨迹快速回退和前进等适合其工艺特点的功能。除此之外，系统软件还具有完善的图形编程、仿形编程、各种二次曲线直接插补、加工轨迹动态跟踪显示、加工轨迹动态模拟仿真、故障诊断、加工程序通讯传输等多种功能。在这些功能中，割炬按加工轨迹快速回退和前进功能，是为适应加工过程中时常发生的钢板个别部位切不透现象而增加的。在这一现象出现时，只要按下快速返回键，割炬便会按照原轨迹快速向回运动，等到达未切透处的起点时，按键抬起，割炬就会沿原运行轨迹重新进行切割。图2所示为该CNC系统软件的模块结构。由于该系统软件是在Windows界面下开发的，因此它具有Windows程序的所有优点：突破64kB内存的限制，可以同时运行多个应用程序（实时多任务），方便于键盘和鼠标窗口操作等。
2.编程方式
该系统软件提供的编程方式有三种：图形编程，仿形编程，手工编程。手工编程只是图形编程和仿形编程中的一个功能模块，即全屏幕程序编辑，所以没有在软件框图中单列。
1）图形编程
该系统的图形编程模块是在AutoCADR12.0的基础上开发完成的，除了具备AutoCADR12.0所有的功能外，主要增加了两个功能：（1）自动编程功能——将用AutoCAD生成的图形文件进行加工轨迹（直线、圆、圆弧、椭圆、折线）的信息提取、路径优化（目的是减少空行程）并转化成相应的加工程序，并能在加工轨迹中前后不连接的曲线之间加进空运行指令。在这里为了使加工的路径更符合加工工艺的要求，可以用人机交互的方式进行部分或全部路径的选取；（2）即时仿真功能——用得到的加工程序进行插补运算和动态图形显示，如果加工程序正确，加工轨迹应能以另一种颜色的粗线条逐渐覆盖由 AutoCAD绘制的图形，空运行轨迹也能以特定颜色的线条显示出来。这样编程，操作人员就可以很容易地检查判断加工程序和加工路径是否正确，是否符合加工工艺的要求，及时进行修改。
AutoCAD具有强大的绘图功能。通过对AutoCAD的开发，使它变成了数控火焰切割机CNC系统功能强大的编程器，使之成为该CNC系统的一大特点。
2）仿形编程
对于没有尺寸标注，但有轮廓图样的工件，可用仿形编程的方式来实现对它的编程。程序的编制过程为：（1）对轮廓图样用扫描仪进行扫描输入，并形成二值图像文件，小的轮廓图样可以一次扫描输入，大的轮廓图样可以分多次扫描输入，然后在图像编辑软件上进行拼接；（2）平滑降噪，同时对断线进行修补；（3）细化处理，得到轮廓线图像；（4）按给定的精度进行矢量化处理，并生成DXF图形文件。形成图形文件后，就可用上面开发的图形编程CAD软件进行编辑和编程。
3.加工程序的快速图形显示和动态模拟仿真功能
加工程序的快速图形显示有两个作用：一个是加工轨迹图形的预览，可以让操作者从众多的加工程序中找到要选取的程序；另一个是显示加工轨迹图形相对于工作台的大小和位置，同时显示在X方向和Y方向的两个最大加工尺寸，这样可以让操作者直观地了解加工的尺寸和加工的运行范围。加工程序快速图形显示只显示加工轨迹，不显示空行程轨迹。
动态模拟仿真功能也有两个作用：一个是检查加工程序有无语法错误，另一个是检查加工的路径是否正确合理、是否符合加工工艺的要求。动态模拟仿真不仅显示加工的轨迹，也显示空运行的轨迹（颜色不同），同时还伴有坐标翻转显示，在动态模拟的过程中，操作者可以完全像实际运行一样作暂停、继续和单段运行等控制，速度也可以随时进行调节，可以得到加工的更全面的信息，判断加工程序的正确性和合理性。
如果加工程序不符合加工工艺的要求，系统软件有将加工程序转化成AutoCAD的DXF格式文件的功能，这样可以再回到AutoCAD状态进行重新编辑。加工程序转化成AutoCAD的DXF格式文件时，加工轨迹和空运行轨迹是以不同的图层和不同的颜色进行处理的。这一功能为加工程序的修改提供了极其有利的条件。
4.其它
加工运行控制程序，采用了常用的前后台程序结构。其中，后台程序负责控制端口的初始化，加工程序的解释预处理，程序运行过程的暂停、继续、单段停、点火、预热、通切割氧、熄火的控制，速度的调节，加工轨迹动态跟踪显示和坐标值动态翻转显示，割炬快速按运行轨迹返回和前进等；前台中断服务程序负责对定时器中断时间常数的修改，插补运算，步进电机控制信号的输出等。

四、结论
加工过程中的快速回退和前进功能，使得该控制系统更加适合火焰切割的工艺特点；图形编程、仿形编程、动态模拟仿真等功能，为数控火焰切割机加工程序的编制、检查带来了极大的方便；人机交互的汉字操作界面，增加了系统的可操作性；实时多任务处理的功能，使该CNC系统在进行加工控制的同时，可以进行其它的处理工作；新的插补方法的采用，使得系统能对二次抛物线、椭圆、双曲线也可以进行直接插补，增强了系统的插补计算功能，减少了这类曲线程序编制的难度。总之，该系统的研制成功，为国产数控火焰切割机控制系统档次的提高向前迈进了一步。
另外，该控制系统具有一定的通用性，除了用于数控火焰切割机外，只作少量修改，就可用作水射流切割、激光切割等机床的控制系统。

‘叁’ 求大神指点如何计算射流的表面张力与其动量守恒计算过程

像您这样的射流穿过肥皂膜问题没接触过，射流可能还涉及到marangoni效应的影响。

在fluent的help文档里，有以下说明，供参考：

表面张力项：

‘肆’ 火焰数控切割机的编程入门及操作方法

数控火焰切割机的操作方法可分为3大部分来掌握：数控系统、火焰切割系统、驱动系统，不同厂家生产的大体相同。

‘伍’ 射流的介绍

射流（jet），指流体从管口、孔口、狭缝射出，或靠机械推动，并同周围流体掺混的一股流体流动。经常遇到的大雷诺数射流一般是无固壁约束的自由湍流。这种湍性射流通过边界上活跃的湍流混合将周围流体卷吸进来而不断扩大，并流向下游。射流在水泵、蒸汽泵、通风机、化工设备和喷气式飞机等许多技术领域得到广泛应用。

‘陆’ 数控火焰切割编程

G00 快速定位
G01 直线加工
G02 顺圆加工
G03 逆圆加工
G41 向左补偿 割缝

G42 向右补偿 割缝
G90 绝对坐标

G91 增量坐标
G92 加工坐标系原点设置指令
M02 程序结束

M07 切割开始（点火、预热、切割氧开，割枪升降）
M08 切割结束（切割氧等关闭，割枪升）
示例 用TXT格式

G92X0Y0 设置参考点

G21 设置为公制编程
G91 设置为增量坐标
G00 X10 Y10 快速行走 X=10 Y=10
G41 左补偿
M07 切割开始（点火、预热、切割氧开，割枪升降）
G01 X0 Y50 直线行走 X=0 Y=50
G02 X100 Y0 I50 J0 顺圆弧 （半径为50的半圆弧）
I(等于圆心的X坐标值减去起点的X坐标值）
J(等于圆心的Y坐标值减去起点的Y坐标值）
G01 X0 Y-50 X(等于目标的X坐标值减去当前的X坐标值）

G01 X-100 Y0 Y(等于目标的Y坐标值减去当前的Y坐标值）

M8 切割结束（切割氧等关闭，割枪升）

G40 补偿关闭
M02 程序结束
以上资料由方君焊割提供。

‘柒’ 什么是射流及其原理主要的应用。

射流泵的工作原理。
工作流体Q 从喷嘴高速喷出时﹐在喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空﹐被输送的流体Q S即被吸入。两股流体在喉管中混合并进行动量交换﹐使被输送流体的动能增加﹐最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能。 按照工作流体的种类射流泵可以分为液体射流泵和气体射流泵﹐其中以水射流泵和蒸汽射流泵最为常用。射流泵主要用于输送液体﹑气体和固体物。它还能与离心泵组成供水用的深井射流泵装置﹐由设置在地面上的离心泵供给沉在井下的射流泵以工作流体来抽吸井水。射流泥浆泵用于河道疏浚﹑水下开挖和井下排泥。射流泵没有运动的工作组件﹐结构简单﹐工作可靠﹐无泄漏﹐也不需要专门人员看管﹐因此很适合在水下和危险的特殊场合使用。此外﹐它还能利用带压的废水﹑废汽(气)作为工作流体﹐从而节约能源。射流泵虽然效率较低﹐一般不超过30％﹐但新发展的多股射流泵﹑多级射流泵和脉冲射流泵等传递能量的效率已有所提高。|||射流式真空泵工作流体可分为高压蒸汽、空气或高压水，射流式真空泵与所输送的流体（液体或气体）混合，共同排出。

‘捌’ 射流技术的计算方式

距射流源足够远处，湍性射流可以用边界层理论进行分析。下面以不可压缩流体的平面湍性射流为例来说明，并设周围流体处于静止状态。纵向平均速度ū(x,y)不等于零的射流区是以中心线为界的上下两个“边界层”的组合。图中虚线是通常边界层理论意义下的边界。在整个射流区内压力几乎不变。因此，对于定常平面湍性射流，以下湍流边界层方程组（见湍流理论）近似成立：
式中ū、尌为x、y方向的平均速度；ρ为流体密度；τ为湍流剪应力。为求解以上方程组，首先必须写出湍流剪应力表达式。根据涡粘性假设， ，
式中ετ为涡粘性系数，它是湍流的一个重要特征参数。此系数可用L.普朗特提出的混合长l表示，即 ，
并假定混合长沿射流宽度保持不变,且l(x)～b(x)，这里b(x)为射流宽度的一半。为了简化分析，进一步假定射流各横截面上的速度分布具有相似性，即
。

‘玖’ 数控火焰切割机编程入门及操作方法有哪些

G00 快速定位
G01 直线加工
G02 顺圆加工
G03 逆圆加工
G41 向左补偿 割缝
G42 向右补偿 割缝
G90 绝对坐标
G91 增量坐标
G92 加工坐标系原点设置指令
M02 程序结束
M07 切割开始（点火、预热、切割氧开，割枪升降）
M08 切割结束（切割氧等关闭，割枪升）
示例 用TXT格式
G92X0Y0 设置参考点
G21 设置为公制编程
G91 设置为增量坐标
G00 X10 Y10 快速行走 X=10 Y=10
G41 左补偿
M07 切割开始（点火、预热、切割氧开，割枪升降）
G01 X0 Y50 直线行走 X=0 Y=50
G02 X100 Y0 I50 J0 顺圆弧 （半径为50的半圆弧）
I(等于圆心的X坐标值减去起点的X坐标值）
J(等于圆心的Y坐标值减去起点的Y坐标值）
G01 X0 Y-50 X(等于目标的X坐标值减去当前的X坐标值）
G01 X-100 Y0 Y(等于目标的Y坐标值减去当前的Y坐标值）
M8 切割结束（切割氧等关闭，割枪升）
G40 补偿关闭
M02 程序结束
以上资料由方君焊割提供。
这是一些基本的编程指令，
数控切割机操作和图形编程都有语音视频教程的。

‘拾’ 什么是射流及其原理主要的应用。

原理：利用流体来传递能量和质量的获得真空的装置，采用有一定压力的水流通过对称均布成一定侧斜度的喷咀喷出，聚合在一个焦点上，高速流体产生压降，形成真空。由于喷射水流速特别高，将压力能转变为速度能，使吸气区压力降低产生真空。数条高速水流将被抽吸的气体攫走，经过文氏管收缩段与喉径充分混合压缩，进行分子扩散能量交换，速度均衡。在经扩张段速度降低压力增高，大于大气压力从出口喷入蓄水罐（池）中，不凝性气体析出。水经离心泵循环使用，完成吸气工艺。
用途：主要应用于各行业真空吸气工艺：如物料吸收输送、冷凝、蒸馏蒸
发、浓缩、脱色除味、供氧除氧、干燥结晶过滤、化学吸收、尾（废）气体中和、真空抽水、真空造型等工艺。广泛应用于
轻工、化工、化学、制药、真空冶炼、制糖、制盐、味精、化纤、造纸、食品、塑料橡胶、陶瓷、大中型医院及厂矿企业的真空站、真空制砖、建筑基坑降水、排水、石油、环保等行业。