水刀实际应用的水射流大致可以分为3种类型：连续射流、脉冲射流、空化射流。

  1．连续射流

  连续射流是最普通的射流形式，又是一个庞大的家族，可以细分为如下几类。

    (l)根据射流性质分为：

    ①液体射流（包括水射流和其他液体射流）；

    ②液体一固体射流（即磨料射流）；

    ③液体一气体一固体射流（气压输送磨料）。

    (z)根据射流压力分为：

    ①低压力射流：工作压力不大于1OMPa的水射流，其系统主机多

为离心泵或低压往复泵；

    ②高压力射流：工作压力在1OOMPa的水射流，其系统主机多为高

压往复泵。

    ◎超高压力射流：工作压力不小于1OOMPa的水射流，其系统主机

多为超高压往复泵和增压器。

    上述划分依据中国有关标准。由于水射流作业的高压化、大型化发展趋势，高压水射流的概念逐渐认同到150 - 200MPa;超高压水射流的概念则已认同到工作压力不小200MPa，因为这是一般水切割作业压力的下限。对此，水射流设备标准正在修订。连续射流又可加温加化学清洗剂、加长链聚合物以提高其性能。

    (3)根据射流周围介质分为：

    ①淹没射流——水射流在水中或其他液体中喷射；

    ②非淹没射流——水射流在空气中喷射。

    (4)根据射流用途分为：

    ①雾化射流（降尘、喷灌等）；

    ②造型射流（喷泉、人造瀑布、水幕等）；

    ③真空射流（水射流抽吸）；

    ④圆柱射流（消防、清洗等）；

    ⑤细射流（清洗、切割等）。

    连续射流的最大压力p与射流速度U有着下述关系式：

    p=pv2/2

式中p——射流液体的质量密度。

    这样，射流压力与靶距成反比，最大射流压力也就在初始速度处。若一束水射流的初始速度为915m/s，那么它要求泵的压力约为410MPa。

    在水射流作用下，材料的失效形式主要为剥蚀和断裂。水射流在200MPa下能切割0.2mm的薄钢板材，如果加入磨料，这个压力将大幅度地降低。

  2．脉冲射流

  脉冲射流是非连续射流，这种间断射流的形象很类似于子弹射出，它由以下几种方式产生：

    (1)聚能骤放，或日“水炮”；

    (2)压力挤出；

    (3)流量调节，又称“水击”。

    这些射流的性能取决于水击形成的频率、水击长度L与射流直径D之比和水击的能量。

  脉冲压力（或称水击压力）导致材料的初期失效    式中c-——声音在射流流体中的速度，在水里约为l500m／s。

    由此可见，为了达到最佳效果，脉冲压力要比射流打击力大。然而，基于脉冲射流形式、靶件材料特性，失效可能由冲击或打击力作用造成，也可能由两者综合作用造成。

  聚能骤放型和压力挤出型都有个共同特性，那就是足够高的能量产生了脉冲；与此相对应的是流量调节型，它产生了许许多多的脉冲，而每个脉冲仅需很小的能量。

    (l)聚能骤放型脉冲射流的特性如下

    ①速度衰减迅速，脉冲持续相对短促；

    @每次脉冲喷射的流量足够小；

    ③最大射流速度取决于喷嘴面积比（喷嘴入口截面面积与出口截面面积之比）及喷嘴长度与水击长度之比而不是喷嘴直径；

    ④速度衰减时间是水击速度的可逆函数。

    (2)压力挤出型脉冲射流的特性如下：

    ①持续的射流速度与时间和长脉冲有关；

    ②大流量脉冲特征，脉冲流量取决于泵机组高压缸容积和行程；

    ③最大射流速度取决于喷嘴直径而不是喷嘴面积比；

    ④相对于压力随时间变化关系，靶件负荷接近于阶跃函数。

    由于这些脉冲射流产生的失效形式不完全控制裂缝延展，结果使靶件表面材料的剥除量大且无规则。

    流量调节型脉冲冲射流基本上是间断连续射流，其结果形成分离间距较小的流体束来冲击材料表面。这种形式的射流有以下特性：

    ①每个脉冲所需能量小；

    ②高频率的脉冲冲击；

    ③脉冲冲击类似液滴冲击，不产生持续的靶件负荷，动量作用占主

导地位。

    在这种形式的射流冲击下材料失效与疲劳有关，失效规模比前两种都要小。这样，它的尺寸控制就比较好。

    将一列共振腔或“风琴管”在共振器里分置，对射流的谐波或副谐波基本频率产生作用，在喷嘴出口和共振器之间相互作用的蠕动使得压力波动增大和持续，典型的频率范围可达10_20kHz’极大地提高了相同压力与流量下连续射流的清洗能力。

    3．空化射流   

    空化射流是一种在射流中自然产生空化气泡的连续射流，空泡或采用空气或采用淹没方式产生，采用多种方法在流体中形成一个压力低于当地蒸汽压力的区域，这样也就激发了空化核的生长（流体中的气泡），这些气泡被卷入射流进一步生长，直到它们接近被清洗或切割的

表面由于受阻滞而引起破裂。在破裂过程中，产生非常高的压力和微射流，靶面应力高于大多数材料的抗拉强度。虽然单独的空泡破裂造成的破坏程度较小，但持续渐增的此类现象使得材料的失效延展扩大。

    (1)相对于连续射流，空化射流的优点如下；

    ①硬质物品所需工作压力大幅度降低；

    ②喷嘴和其他高压部件寿命延长；

    @切缝比连续射流要宽得多，这对表面清洗来说是一个优点；

    ④在水下相对于连续射流性能有所提高。

    (2)相对于连续射流，空化射流的缺点如下；

    ①切缝极大；

    ②流量比连续射流要大10倍左右；

    ③切割质量相对不好控制；

    ④靶距的局限性。

   水刀射流系统在清洗与弹药回收应用方面已有业绩。