Истечение через насадки
При значительной толщине стенки характер явлений, наблюдаемых при истечении, существенно меняется из-за влияния, оказываемого на струю толстой стенкой.
Насадком называется короткий патрубок, герметично присоединенный к отверстию в тонкой стенке, длина которого в несколько раз больше внутреннего диаметра (обычно L=3÷5d). Струя жидкости после выхода из сосуда подвергается некоторому сжатию, но затем постепенно расширяется и заполняет все поперечное сечение насадка. Т.е. сжатие происходит только внутри насадка, поэтому при расчете истечения через насадки необходимо учитывать, что коэффициент сжатия ε=1, а, следовательно, коэффициент расхода равен коэффициенту скорости μ=φ.
Определим расход через цилиндрический насадок (рис. 65). Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и С-С относительно плоскости сравнения 0-0, проходящей через центр тяжести поперечного сечения насадка:
Рисунок 65 - Истечение через насадок
.
,
где Hо=Н + αV1 2/2g.
,
где hвак - вакуумметрическая высота в сжатом сечении внутри насадка.
Тогда скорость в сжатом сечении можно определить по формуле:
.
Расход жидкости, проходящий через насадок можно рассчитать:
Q = Vcωс=ωεφ = ωμ ,
но hвак = 0,75 Н0 , и тогда, подставив это значение в предыдущую формулу, получим:
Q = ωμ = ωμ .
Сопоставляя полученную зависимость с формулой для расхода через малое отверстие в тонкой стенке, отметим, что пропускная способность насадка по сравнению с малым отверстием увеличивается на 33%. Это объясняется наличием вакуума в сжатом сечении внутри насадка, что заставляет жидкость «всасываться» в насадок.
Из равенства hвак = 0,75 Н0 видно, что в конечном счете вакуум зависит от напора над центром тяжести поперечного сечения насадка. В частном случае при истечении воды предельное значение вакуума hвак = 10,33 м вод. ст., что соответствует наибольшему возможному напору воды Н0 ≈ 13,7 м. При больших напорах в насадке возможен разрыв струи и насадок перестанет работать полным сечением, струя не будет касаться стенок насадка, вакуум в нем не образуется, что приведет к снижению расхода.
Дата добавления: 2016-06-15; просмотров: 1876;