ГИДРАВЛИКА КАНАЛА ГИДРОМОНИТОРА
Канал гидромонитора состоит из полостей нижнего неподвижного и верхнего вращающегося вокруг вертикальной оси колен, ствола и насадка. Наиболее гидравлически совершенной формой канала следует признать канал круглого поперечного сечения с плавными поворотами, постоянного или в некоторых областях плавно изменяющегося сечения, -без пазух в местах соединения его составных частей (например, ствола и верхнего колена) и без местных включений, например центрального болта, встречающегося в старых конструкциях, сотовых или иных устройств, применяемых для выравнивания (ликвидации закрутки) потока воды и оказывающих значительное сопротивление потоку.
Поток воды, поступая из водовода в нижнее неподвижное колено, меняет горизонтальное направление на вертикальное, причем он закручивается и не успевает вернуться к своей первоначальной структуре установившегося равномерного турбулентного потока большой прямолинейной протяженности, т. е. с нормальным (осесимметричным) полем скоростей. В колене скорости будут большими вдоль внешней стенки, а у внутренней стенки может создаваться валец, т. е. может наблюдаться обратное движение жидкости. По выходе из нижнего колена поток поступает в верхнее колено, не успев освободиться от влияния на его структуру жестких стенок предшествующего канала.
Верхнее колено усугубляет закрутку потока, поэтому поток поступает в канал ствола гидромонитора сильно закрученным, и если не принять соответствующих мер, например установку направляющих ребер в полости ствола гидромонитора, то поток закрученным выйдет из насадка гидромонитора, вследствие чего будет происходить быстрый распад гидромониторной струи. .
Учитывая, что в гидромониторах строительной гидромеханизации используются напоры около 100—200 м вод. ст., а в гидромониторах горной гидромеханизации рабочий напор колеблется в пределах 500—2000 м вод. ст. и что потери напора в гидромониторе обычно не превышают 10 15 м вод. ст., т. е. составляют не более 10% величины рабочего напора, то ошибка в определении потерь напора в гидромониторе (не включая потерь в насадке) не будет играть существенной роли и незначительно отразится на оценке эффективности работы гидромонитора. Потери напора в гидромониторе нужны при определении напора перед насадком, если известен напор, развиваемый насосом или насосной станцией.
Потери напора в гидромониторе можно определять по обычной формуле гидравлики, которой пользуются при вычислении местных сопротивлений:
Можно принимать, т. е. потери напора в гидромониторе равны трем — пяти скоростным напорам, вычисленным по скорости в нижнем колене.
Вычитая из напора, развиваемого насосом (или насосами), Янас напор Ятр, теряемый в трубопроводе на пути от насосной станции до гидромонитора, и напор Ягм, теряемый в самом гидромониторе, найдем действующий напор, т. е. напор перед насадком гидромонитора:
Скорость выхода жидкости из насадка гидромонитора определяется из уравнения Бернулли, написанного для входного и выходного сечении насадка:
