Материал: УМК МЖГ стр 157-253 Модуль 8-10_МЖГ

Истечение из отверстий

Определяемые величины

Размер-

опыты

ность

1

2

3

1.

Диаметр отверстия, d0

мм

2.

Диаметр струи, dc

мм

3.

Площадь отверстия, ω0

см2

4.

Площадь живого сечения струи, ωс

см2

5.

Действующий напор по пьезометру, Н

см

6.

Вертикальная проекция струи, у

см

7.

Горизонтальная проекция струи, х

см

8.

Коэффициент сжатия струи, ε = ωс / ω0

б. р.

9.

Коэффициент скорости струи,

j =

uд

=

x

б. р.

uт

2

y × H

10. Действительная скорость, u

=

x

g

см/с

д

2 y

uт =

11. Теоретическая скорость,

2gH

см/с

12. Расход действительный, Q = u

× w

см3/с

д

д

c

= w

см3/с

13. Расход теоретический, Q

2gH

т

0

14. Коэффициент расхода, m = Qд / Qт

б. р.

15. Коэффициент сопротивления, z0

=

1

-1

б. р.

j2

Струя при входе в насадок, как и в отверстиях, претерпевает сжатие,

далее расширяется и заполняет все сечение насадки. Над сжатым сечением

образуется зона с пониженным (ниже атмосферного) давлением жидкости –

область вакуумметрического давления. Сопротивление насадка обусловле-

но сжатием и последующим расширением струи. Коэффициент сопротив-

ления ζн является суммой коэффициентов сопротивлений входа ζвх и рас-

ширения ζрасш.

Струя жидкости на выходе из насадка заполняет его сечение полно-

стью, то есть коэффициент сжатия

A

ратм

A

насадки εн = 1 (рис. 2). Вакуум в

сжатом сечении насадка увеличи-

вает действующий напор. При тур-

H

B

булентном движении, когда потери

ωc

напора по длине малы вследствие

d

короткой длины насадка, а вакуум

l

достигает примерно 0,75 × H , про-

B

пускная способность внешнего ци-

линдрического насадка существен-

но больше (до 33 %) при прочих

равных условиях расхода через от-

верстие. При ламинарном истечении, потери по длине, соизмеримы с ме-

1

uВ =

× 2gH = uд , uт = 2gH

+ z

1

н

где

1

= j – коэффициент скорости насадка;

1 + zн

uд – действительная, а uт – теоретическая скорость истечения.

Расход Q через насадок определяется как:

Q = wВ × uВ = wВ × m ×

= wВ × j ×

.

2gH

2gH

Так как m = e × j, то при ε = 1, m = j.

ω – площадь сечения струи (или отверстия) на выходе из насадка.

Коэффициент скорости

ϕ = υд / υт может быть определен коорди-

натным методом по формуле:

j =

x

,

2 ×

у × Н

где

x = uдt – дальность полета струи,

лом. Кроме того, с увеличением выходного отверстия, расход через наса-

док также увеличивается. Все это обусловливает повышенный расход че-

рез конически расходящийся насадок.

При больших напорах Н струи истекающей жидкости (через конически

расходящиеся и цилиндрические насадки)

могут оторваться от стенок (явление срыва

струи) за счет того, что давление в зоне сжа-

H

тия струи (сечение С-С на рис. 2) станет

меньше давления парообразования. В этом

случае жидкость вскипает, и струя отрыва-

p0

ется от стенки. Практически это наступает

hвак

ратм

при значении вакуумметрического давления

в зоне сжатия струи 6 ÷ 7 м вод. ст. Вакуум-

метрическое давление может быть измерено с

помощью вакуумметра по схеме на рис. 3. Опыты показывают что hвак =

0,75Н.

Описание установки

На напорном баке 1 (рис. 4) установлена задвижка, 2 к наружному

фланцу которой крепится шайба с резьбовым отверстием. В отверстие

ввинчивается исследуемый насадок. При повороте маховика задвижки 2

жидкость струей вытекает через насадок. Для измерения дальности полета х

струи

на

борту

бака

3

установ-

лена

линейка

4.

Высота

падения

струи

у указана

на шайбе.

Напор

x

Н измеряется

по

y

пьезометру

5.

Для

измерения

действительного

расхода

внутри

бака 3 установлен

мерный

бак 6

с

делениями в лит-

250