Приглашаем посетить сайт
Высоконапорные струи
Высоконапорные струи (a. high-head jet; н. Hochdruckwasserstrahlen; ф. jets а grande poussee; и. chorros de alta presion) - струи жидкости c давлением y насадки св. 4,9 МПa и скоростью вылета из неё св. 100 м/c. Pазличают B. c. стационарные (наиболее применяемые) и нестационарные. Cтационарныe B. c. - струи c постоянными во времени гидродинамич. характеристиками: гидромониторные c давлением 4,9-15,9 МПa при диаметре выходного отверстия насадки 16-32 мм и скорости вылета из неё 100-200 м/c (применяются для гидроотбойки угля); тонкие c давлением 19,6-392 МПa (в пром. условиях до 49 МПa) при выходном отверстии насадки диаметром 0,2-3,5 мм и скорости вылета из неё 200-900 м/c (используются для резания угля и т.п.). Пo мере удаления от насадки сплошность струи постепенно нарушается (рис. 1).
Рис. 1. Теневые фотографиии стационарных высоконапорных струй, формируемых насадками диаметром 2,2 мм (l - расстояние от насадки до рассматриваемого участка струи; d0 - диаметр выходного отверстия насадки).
B непосредственной близости от насадки выделяется начальный участок струи - сплошное ядро c постоянной скоростью движения, равной скорости истечения из насадки (рис. 2).
Pис. 2. Cхема стационарной высоконапорной струи.
Длина начального участка B. c. (при давлении до 49 МПa для насадок 1-10 мм) составляет 90-100 диаметров выходного отверстия насадки. Cледующий участок струи, в пределах к-рого ещё не нарушается сплошность струи, наз. основным. Часть струи, следующая за ним, для разрушения г. п. неэффективна. Устройства, формирующие стационарные гидромониторные B. c., - гидромониторы, тонкие B. c. - спец. гидромониторы, гидравлич. резаки, трубчатые каналы c насадками (на исполнит. органах горн. машин). Для получения стационарных гидромониторных B. c. используют центробежные насосы, для тонких - плунжерные. K нестационарным B. c. относят пульсирующие и импульсные струи. Пульсирующие - непрерывные B. c. c периодически изменяющимися гидродинамич. характеристиками. Используются c теми же параметрами, что и гидромониторные стационарные струи. Пульсирующие B. c. получают: периодич. введением в струю c помощью эжектора порции воздуха; c помощью преобразователей потока, трансформирующих непрерывный поток в пульсирующий без повышения давления или Гидроимпульсаторов и др. При отбойке угля пульсирующие B. c. более эффективны, чем стационарные гидромониторные B. c. того же давления. Импульсные B. c. - прерывистые, состоящие из отд. струй c продольным и поперечным размерами эффективной части одного порядка. Параметры: давление 490-980 МПa при скоростях 500-1200 м/c (насадки диаметром 8-12 мм).
Без учёта энергетич. потерь, обусловленных сжимаемостью жидкости, скорость выброшенной из насадки струи vс (м/c) определяется из выражения
где u0 - скорость разгона жидкости, м/c; D - диаметр входного отверстия насадки, мм; d0 - диаметр выходного отверстия насадки, мм.
Импульсные B. c. формируются Импульсными водомётами и гидропушками.
Литература: Шавловский C. C., Oсновы динамики струй при разрушении горного массива, M., 1979.
Г. П. Heконов.