Истечение жидкости из отверстий и насадков
Терминология.
Рассмотрим установившееся истечение жидкости через круглое отверстие диаметром D в стенке резервуара (рис. 8.1). В плоскости отверстия движение резкоизменяющееся, но на небольшом расстоянии от этой плоскости, равном приблизительно 0,5D, движение становится плавно- изменяющимся. Ближайшее к плоскости отверстия поперечное сечение потока, в котором движение плавноизменяющееся, называется сжатым сечением и обозначается с—с. Сжатие струи называют совершенным, если она формируется только плоской стенкой резервуара, через отверстия в которой происходит истечение. Для этого другие стенки резервуара должны быть удалены от кромок
отверстия на расстояние.В дальнейшем рассматривается только истечение при совершенном сжатии.
Отверстие называется малым, если: а) неравномерностью распределения скорости в сжатом сечении
можно пренебречь (т.е., например, считать 
с точностью до 5 %); и 6) скорость движения жидкости в резервуаре пренебрежимо мала, так что скоростным напором, рассчитанным по средней скорости движения жидкости в резервуаре, можно пренебречь по сравнению со скоростным напором в сжатом сечении. Для выполнения первого условия достаточно, чтобы 
, а для выполнения второго — 
где 
— площадь сечения резервуара, 
— площадь отверстия.
Если к круглому отверстию присоединить трубу (рис. 8.2), то при достаточной длине трубы в ней будет иметь место напорное движение жидкости, так что выходное сечение трубы будет заполнено потоком жидкости. Напорная труба, присоединенная к малому отверстию, в которой потерями напора по длине можно пренебречь по сравнению с местными
|
|
|
потерями, называется насадком. В ней обычно следует учитывать только местную потерю напора на вход в трубопровод. Насадки могут быть как цилиндрическими, так и коническими (сходящимися и расходящимися). Характерной особенностью насадков является наличие зоны пониженного давления (вакуума) в области сжатого сечения транзитной струи. Для предотвращения возникновения разрывов сплошности в потоке внутри насадка необходимо, чтобы (hBaк)max < (h вак)доп =(6...7) м вод. ст. В цилиндрических насадках поток в трубе будет напорным при l > 3D, а потерями напора по длине можно пренебречь, если l< 8D, где l— длина насадка.
Важной особенностью течения жидкости внутри насадка является то, что площадь сжатого сечения транзитной струи равна площади сжатого сечения при истечении из отверстия того же диаметра в атмосферу, т.е. кинематика струи на участке сжатия в обоих случаях одинакова.
Для уменьшения потерь напора на вход в насадок иногда делают скругление стенок в месте присоединения насадка к резервуару (например, очерчивают их по поверхности струи на участке сжатия); такие насадки называют коноидальными.
|
|
|
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!