1、以恒压给水设备水泵压力、喷嘴横移速度、靶距、喷嘴直径作为试验因素进行单因素试验，确定每个因素在水力切割中的最佳水平。

①水泵压力对切断率的影响。根据己有靶距对水力切割效果的影响，将靶距选取在核心段内，即70〜140d，任选靶距Z=80d；艾蒿直径为1.98mm，固定横移速度250mm/min；取喷嘴直径0.5mm。根据式3.3计算结果，取压力12MPa，13MPa，14MPa，15MPa进行试验。试验结果中取切断率最高且管道泵压力较小的结果作为下一步及正交试验的恒压给水设备水泵压力，假设其数值为P。

②喷嘴横移速度对切断率的影响。靶距与I中靶距一致，取I=80d；取喷嘴直径0.5mm，取I中确定的恒压给水设备水泵压力p，根据研究，选定横移速度500、1000、2000、3000、4000、5000mm/min进行试验。取本次试验中切断率最高且横移速度较大的结果作为下一步及正交试验中的横移速度，设数值为V。

③靶距对切断率的影响。选定I、II所确定的水泵压力与横移速度V，由于不同喷嘴直径射流核心段长度不同，故需将不同喷嘴直径分别试验。首先取喷嘴直径0.25，分别选取喷嘴直径的20、40、60、80、100、150倍，即5，10，15，20，25，37.5mm进行试验；然后更换喷嘴，直径d*=0.5mm则靶距依次为10，20，30，40，50，70mm进行试验；最后取喷嘴直径d*=0.75mm，靶距依次为15，30，45，60，75，112.5mm进行试验。

2、以单因素试验中各因素切割最佳水平为基础，水泵厂分别取其上下的一个数值，作为该因素的三个水平。由于喷嘴直径与靶距之间有交互关系，将喷嘴直径单独提出，设计三个三因素三水平正交试验表。当压力小于13.5MPa时，切断率小于90%，当压力达到14MPa时，切断率可达100%。故在多因素试验中，可选取压力12.5MPa、13.5MPa和14.5MPa作为该因素的3个水平进行试验。

图1：喷嘴横移速度与切断率的关系

当横移速度小于2500mm/min时，切断率为100%，当横移速度大于2500mm/min时，切断率逐渐降低，并随着横移速度的增大，降低幅度增大。故在多因素试验中，可选取横移速度2000、2500、3000mm/min作为该因素的3个水平进行试验。

表1：正交试验结果表

根据软件分析，喷嘴直径0.25mm时，在切割过程中，对于切割正交试验，靶距都对切割率有显著性的影响。靶距，压力、横移速度对切割率影响不显著。试验极差最大因素是靶距，其次是压力，横移速度为最小。该试验的最优方案为B3A2C2，即压力为13.5MPa。

恒压给水设备水泵厂综合分析三次正交试验结果，可得出喷嘴直径与水泵压力、靶距及横移速度关系为正相关，较小的喷嘴直径，所需水泵压力较小，靶距和横移速度亦需较小。但是太小的喷嘴直径在制造和加工上需要更高精度的仪器，且实践操作中射流不能掺有任何杂质，否则喷嘴极易堵塞；而选择较大的喷嘴直径，制造和加工时难度较低，且能够具有较快的横移速度即切割效率可更高，然而需要水泵提供的压力更高，这样消耗能源较大，造成资源浪费。且通过计算，喷嘴直径应不大于1.5，否则会造成杂草被冲弯而无法被割断的结果。在实践生产生活中，喷嘴直径的选取应在综合考虑经济可行、操作方便，技术可靠的基础上确定。

在对艾蒿的切割中，当喷嘴直径小于或等于0.5mm时，恒压给水设备水泵压力不是影响切割效果的主要因素。而当喷嘴直径大于0.5时，管道泵压力对切割效果影响最显著。因为当喷嘴直径较小时，射流流束细，能量小，虽然受到空气阻力小，但从喷口到切割点射流能量损失占射流能量比例大，所以压力变化时对实际射流冲击杂草时的速度变化影响相对较小，对切割效果影响不明显。而当喷嘴直径较大时，射流流束变大，射流能量也大，虽然受到空气阻力大，喷射过程中能量损失大，但是占射流能量比例小，所以压力变化时对实际射流冲击杂草时的速度变化影响大，该因素也成为水力割草的主要影响因素。

由于对于杂草等软基性材料的切割尚无相关研究报道，本试验横移速度以金属等硬基性材料切割时的横移速度为参考。单因素试验中也已找到横移速度对切割效果影响的关系：即在对直径1.98mm艾蒿的切割试验中，当横移速度超过2500mm/min时，切割效果逐渐变差。在本试验中，喷嘴横移速度对切割效果影响最小。其具体影响效果有待进一步研究。

在水力切割杂草中，靶距对切割效果的影响显著，靶距的选择应在核心段，且靶距越小，切割效果越好。因为高速射流能量并不巨大，而是能量集中。射流在空气中行进，受到空气阻力的影响，能量损失占射流能量的比例下降梯度大。所以靶距的选择应当不小于70A即应当在射流的核心段内，且在此基础上，靶距选择尽量小。在实践生产生活中，靶距的选择还需考虑操作的简便性和经济的合理性。