Материал: Практикум по напорной гидравлике и гидромашинам учебное пособие

ЧЕРЕЗ МАЛЫЕ ОТВЕРСТИЯ В ТОНКОЙ СТЕНКЕ

И НАСАДКИ ПРИ ПОСТОЯННОМ НАПОРЕ В АТМОСФЕРУ
Вводная часть

Малым считается отверстие, линейный размер которого не превышает 0,1Н (рис. 12), где Н – превышение свободной поверхности жидкости над центром тяжести отверстия.

Рис. 12. Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке в атмосферу
Стенку считают тонкой, если ее толщина  < (1,5...3,0)d (см. рис. 12). При выполнении этого условия величина  не влияет на характер истечения жидкости из отверстия, так как вытекающая струя жидкости касается только острой кромки отверстия [2, 5, 9].

Поскольку частицы жидкости движутся к отверстию по криволинейным траекториям, то за счет сил инерции струя, вытекающая из отверстия, сжимается. Благодаря действию сил инерции струя продолжает сжиматься и после выхода из отверстия. Наибольшее сжатие струи, как показывают опыты, наблюдается в сечении С–С на расстоянии примерно (0,5...1,0)d от входной кромки отверстия (см. рис. 12). Это сечение называют сжатым. Степень сжатия струи в этом сечении оценивают величиной коэффициента сжатия ε:

???? = ^????^с, (23)

????

где S_с и S – площадь сжатого живого сечения струи и площадь отверстия соответственно.

Среднюю скорость струи ʋ_с в сжатом сечении С–С при р₀ = р_ат вычисляют по формуле, полученной из уравнения Д. Бернулли, составленного для сечений I–I и С–С (см. рис. 12):

^????????⁼^???? ^2????????^{, (24)}

где – коэффициент скорости отверстия, определяемый по формуле

???? = ¹

^????+^

_≈1

¹⁺^

, (25)

где α – коэффициент Кориолиса (корректив кинетической энергии);

ζ – коэффициент местного сопротивления отверстия.

Исходя из уравнения траектории струи, вытекающей из отверстия, получено еще одно выражение для коэффициента :

???? = ^????^????

² ^????_????^????

, (26)

где x_i и y_i – координаты произвольно взятой точки траектории струи.

Поскольку напор теряется главным образом вблизи отверстия, где скорости достаточно велики, при истечении из отверстия во внимание принимают только местные потери напора.

Расход жидкости Q через отверстие вычисляют так:

^{???? = ????????????} ^2????????^{. (27)}

Введя обозначение получим
???????? = ???? , (28)

^{???? = ????????} ^2????????^{, (29)}

где μ – коэффициент расхода отверстия, учитывающий влияние гидравлического сопротивления и сжатия струи на расход жидкости.

Величины коэффициентов , , , для отверстий определяют опытным путем. Установлено, что они зависят от формы отверстия и числа Рейнольдса. Однако при больших числах Рейнольдса Re  10⁵ указанные коэффициенты от Re не зависят и для круглых и квадратных отверстий при совершенном сжатии струи равны: = 0,62...0,64; = 0,06;

 = 0,97...0,98; = 0,60...0,62.

Насадком называют патрубок длиной 2,5d  L_H  5d (рис. 13), присоединенный к малому отверстию в тонкой стенке с целью изменения гидравлических характеристик истечения (скорости, расхода жидкости, траектории струи) [14, 15].

Насадки бывают цилиндрические (внешние и внутренние), конические (сходящиеся и расходящиеся) и коноидальные, т. е. очерченные по форме струи, вытекающей из отверстия.

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/4603

Смотрите также:







Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал
_10_Эмиль Золя для эл версии