Структура струи гидромониторов
Первоначальная компактность струи воды, вылетающей из гидромонитора, зависит от гидравлического совершенства его проточной части и от тщательности шлифовки насадки. В результате сопротивления воздуха перво­начальная компактность струи гидромонитора постепенно теряется, струя расслаивается и рассеивается. Свободную струю гидромони­тора принято делить на три различных по структуре участка (рис. 3-1).
Схема струи гидромонитора

 

Рис. 3-1 Схема струи гидромонитора
1-й участок - участок компактной струи. На этом участке струя имеет цилиндрическую форму и плотную структуру.
 
2-й участок - участок насыщения струи воздухом. На этом участке струя приобретает коническую, расширяющуюся форму - начи­нается распыление струи, заметно теряющей свою компактность.
 
3-й участок - участок, сильно насыщен­ный воздухом. На этом участке струя пред­ставляет собой смесь отдельных струек и капель с воздухом. Сечение струи значитель­но возросло, и она полностью потеряла свою компактность.
 
Показателем компактности струи гидро­монитора является угол ее конусности, который  может быть  определен  по  формуле


где:   - угол конусности;
        D - диаметр струи на расстоянии l от насадки, м;
       do- диаметр насадки, м.

Наиболее эффективен для размыва грунта первый участок струи, но так как гидромони­тор с ручным управлением по соображениям техники безопасности не может быть установ­лен в непосредственной близости от забоя, то обычно используют второй участок. Размывающая способность третьего участка струи настолько падает, что использовать ее для разработки забоя практически нецелесооб­разно.

Принимают, что размывающая способность гидромониторной струи характеризуется давлением ее на забой.
Величина    этой    силы     Ропределяется выражением
  (3-2)

где f - коэффициент зависимости уменьшения ударной силы струи от удаления забоя;
       - плотность воды, кг/м3;
       - поперечное сече­ние насадки, м2;
     Н- полный напор у насадки, м вод. ст.;
       - угол встречи струи с забоем;
     g- ускорение свободного падения.

Удельное давление струи на забой, т. е. давление, приходящееся на единицу площади, зависит от напора перед насадкой, диаметра струи и расстояния до забоя.
 
В табл. 3-1 приведены значения удельных давлений струи на забой (по данным Г. П. Ни-конова).

Из табл. 3-1 видно, что с увеличением диа­метра насадки при постоянном значении остальных параметров удельное давление струи возрастает.