Методика расчета. 1. Определение силы удара водяной струи, необходимой для разрушения стержня

1. Определение силы удара водяной струи, необходимой для разрушения стержня.

 

, МН,

 

где – удельное давление водяной струи на выбиваемый стержень, МПа. Стержень начинает разрушаться при . В мониторах низкого давления создают = 2,5–4,0 МПа, высокого – = 10–20 МПа;

– площадь сечения сопла гидромонитора, м².

, м²,

где – диаметр сопла монитора, м². Для установок низкого давления 0,012–0,027 м, высокого – 0,004–0,008 м.

2.Рассчитывается величина действительного скоростного напора водяной струи в момент встречи с поверхностью выбиваемого стержня.

, м вод. ст.,

 

где – объемный вес воды (10^-2 МН/м³);

– угол встречи струи воды с плоскостью стержня ( = 0–45º).

3.Определяется скорость струи на выходе из сопла монитора.

, м/с,

 

где 0,5 – коэффициент, учитывающий потери напора при движении струи воды в воздухе.

4.Определяется величина скоростного напора струи воды на выходе из сопла.

, м вод. ст.,

 

где – коэффициент трения о внутреннюю поверхность монитора и трубопровода, отнесенный к единице длины ( 0,035);

– длина монитора, м ( 1–4 м);

– внутренний диаметр монитора, м ();

– скорость струи воды в мониторе, м/с ();

– длина трубопровода, м; (устанавливается из чертежа или выбирается конструктивно);

– внутренний диаметр трубопровода, м ();

– скорость струи воды в трубопроводе, м/с ().

5. Устанавливаются размеры элементов ствола гидромонитора.

Длина ребра выпрямителя струи воды .

Расстояние между ребрами .

Высота ребер .

Длина выходной цилиндрической части сопла .

Угол конусности насадка или сопла .

6.Рассчитывается часовой расход воды в гидромониторе.

, м³/ч.

 

7.Устанавливается производительность гидромонитора. В мониторах низкого давления

 

, м³/ч,

 

высокого давления

 

, м³/ч,

 

где – производительность гидромонитора, м³, выбиваемых стержней в час.

8. Определяется мощность электродвигателя насоса для воды.

, кВт,

 

где – коэффициент запаса мощности ( 1,1–1,2);

– удельный вес воды ( = 10 кН/м³);

– в м³/с;

– в м;

– КПД насосов ( 0,6–0,8).

9.Рассчитывается минимальный объем резервуара отстойника.

 

, м³,

 

где = (0,20–0,25) м – глубина допустимого слоя осаждения песка, обеспечивающая невозможность попадания его в сливную трубу;

– скорость осаждения частиц песка (м/с), по формуле Стокса.

 

, м/с,

 

где – диаметр взвешенных в воде частиц песка, м (0,0001–0,00001);

– плотность кремнезема ( = 2,62 т/м³);

– плотность воды ( = 1 т/м³);

= 9,8 м/с²;

– вязкость воды (при 20º С = 10^-4 т/м·с).

Индивидуальные задания для расчета мониторов приведены в табл. 15.1.

Таблица 15.1

Варианты задания к расчету гидромонитора

 

Параметры	Номер варианта
, МПа	0,90	0,92	0,94	0,96	0,98	1,00	1,02	1,04	1,06	1,08
, МПа	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0	3,1	3,2	3,3	3,4

 

Параметры	Номер варианта
, МПа	1,10	1,12	1,14	1,16	1,18	1,20	1,22	1,24	1,26	1,28
, МПа	3,5	3,6	3,7	3,8	3,9	4,0		10,5	11,0	11,5

 

Параметры	Номер варианта
, МПа	1,30	1,32	1,34	1,36	1,38	1,40	1,42	1,44	1,46	1,48
, МПа	12,0	12,5	13,0	13,5	14,0	16,0	17,0	18,0	19,0	20,0

 

16. РАСЧЕТ ДРОБЕМЕТНОГО АППАРАТА