Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Основные характеристики истечения
В практической деятельности часто приходится сталкиваться с многообразными случаями истечения жидкости из отверстий и протеканием ее через короткие патрубки, называемые насадками (в эжекторах – водоструйных насосах, в гидромониторах, гидротурбинах, гидрокарбюраторах, пожарных устройствах и т.д.) Также в инженерной практике встречаются задачи создания водяных завес, быстрого опорожнения резервуаров, конструирования сопел и форсунок. Их решение невозможно без знания процессов истечения жидкостей из отверстий и насадков. Отверстием в тонкой стенке называется такое отверстие, для которого соблюдается условие δ < 0,2d (рис. 7.1). Такое отверстие не влияет на форму струи и условия истечения, а создает лишь местные потери энергии, аналогичные потерям при внезапном сужении потока.
Рис 7.1 На некотором расстоянии от отверстия (обычно равном половине диаметра струи) образуется так называемое сжатое сечение (С-С), в котором заканчивается сжатие струи. Коэффициентом сжатия струи ε называется отношение площади сечения струи Sc к площади отверстия S: . (7.1) Значения коэффициента сжатия струи обычно лежат в пределах [0,64 – 0,60]. Отверстием с полным сжатием струи называется такое отверстие, в котором струя испытывает сжатие со всех сторон. Отверстием с неполным сжатием струи называется такое отверстие, когда вытекающая из него струя не имеет сжатия с одной или нескольких сторон. Отверстием с совершенным сжатием называется такое отверстие, при котором стенки резервуара не влияют на условия сжатия струи (кромка отверстия находится на расстоянии более 2 – 3 диаметров отверстия от стенки). Отверстием с несовершенным сжатием называется такое отверстие, когда не соблюдается условие отверстия с совершенным сжатием. Для увеличения расхода вытекающей из резервуара жидкости или для увеличения скорости струи применяются разной формы насадки. Насадком называется присоединенная к отверстию в тонкой стенке короткая труба, через которую вытекает жидкость (рис. 7.2).
Рис 7.2 Насадки делятся на три основные группы: цилиндрические (внешние и внутренние), конические (расходящиеся и сходящиеся) и коноидальные с закругленными краями по форме сжатия струи.
В насадке поток состоит из двух самостоятельных частей: центральной, где частицы жидкости перемещаются только поступательно, и окружающей ее водоворотной зоны, где частицы жидкости совершают вращательное движение, а вся зона представляет завихренное пространство (рис. 7.2). Минимальная площадь живого сечения поступательного потока в центральной части Sc называется сжатым сечением. В водоворотной зоне находятся жидкость и выделившиеся из нее пары и растворенные газы. Завихренная зона образуется в результате изгиба линий токов, вызванного условиями входа жидкости в отверстие. Струя заполняет все сечение насадка не сразу, а лишь на некотором расстоянии от входного отверстия. Зажатый в завихренной зоне воздух довольно быстро увлекается потоком, и на входном участке насадка образуется вакуум, величина которого зависит от скорости движения жидкости или по существу от напора. Вследствие разряжения (вакуума) жидкость подсасывается из резервуара; скорость протекания жидкости в отверстии возрастает ввиду увеличения полного напора, слагающегося из напора над центром тяжести входного отверстия и величины вакуума в сжатом сечении. Вакуум в свою очередь несколько расширяет сжатое сечение. Увеличение скорости протекания жидкости через входное отверстие и увеличение площади сжатого сечения вызывают увеличение расхода через насадок по сравнению с истечением через отверстие в тонкой стенке. Однако наличие насадка ведет к некоторым дополнительным потерям напора, что несколько снижает скорости в выходном сечении. Как будет показано далее, при сравнительно коротком насадке подсасывание жидкости в связи с образованием вакуума оказывает большое влияние на протекание жидкости, чем в какой-то мере возрастающие гидравлические сопротивления в насадке; в конечном итоге расход жидкости через насадок увеличивается. При насадках длиной больше 40 – 50 диаметров эффект подсасывания не компенсирует возрастающие гидравлические потери по длине насадка и расход жидкости через такой насадок оказывается равным или меньшим расхода через отверстие в тонкой стенке.
Следует помнить, что насадок может работать полным сечением (за входным участком) только после предварительного заполнения жидкостью, это необходимо для того, чтобы прекратить поступление воздуха в сжатое сечение. Цилиндрические насадки бывают внешние (рис. 7.3,а) и внутренние (рис. 7.3,б). Гидравлические сопротивления во внутреннем насадке больше гидравлических сопротивлений внешнего насадка. В нем меньше и вакуум, а следовательно, меньше и расход жидкости. Поэтому, как правило, внешние насадки предпочитают внутренним. Конический расходящийся насадок (рис. 7.3,в) характеризуется значительными потерями напора (по сравнению с внешним цилиндрическим насадком) и большим вакуумом в сжатом сечении, вследствие наличия конусности. Но угол конусности должен быть достаточно мал и у таких насадков он составляет 5 – 70. Таким образом, конические расходящиеся насадки применяются при необходимости иметь большую пропускную способность (большой расход) при относительно малых выходных скоростях или при необходимости иметь значительный вакуум (например, в водоструйных и пароструйных насосах). Конический сходящийся насадок получается путем придания насадку формы конуса, сходящегося по направлению к его выходному сечению (рис. 7.3,г). Применяется насадок данной формы в соплах гидравлических турбин, пожарных брандспойтах, гидромониторах, инжекторах и т.д. Пропускная способность такого насадка имеет наибольшее значение при угле конусности примерно равном 130, т.к. при таком угле площадь сжатого сечения струи примерно равна площади выходного сечения насадка. В применяемых на практике конических сходящихся насадках вакуума не обнаруживается, т.к. скорость струи в их сжатом сечении не больше выходной скорости. Поэтому подсасывания жидкости в таком насадке нет. Также нет увеличения расхода даже по сравнению с истечением жидкости из малого отверстия в тонкой стенке. Струя, выходящая из конического сходящегося насадка, обладает большой удельной кинетической энергией вследствие малой величины гидравлических сопротивлений (∑ξ=0,06 – 0,09), в чем и заключается смысл его применения. Коноидальный насадок представляет собой усовершенствованный конический сходящийся насадок (рис. 7.3,д). Этот насадок очерчивается по форме струи, вытекающей из отверстия: его входной участок выполняется по сложной поверхности двоякой кривизны, а выходной – имеет цилиндрическую форму, что устраняет недостаток конического сходящегося насадка, заключающийся в сжатии струи жидкости при выходе из насадка. Струя, выходящая из коноидального насадка, обладает еще большей, чем в сходящемся насадке, удельной кинетической энергией, т.к. гидравлические сопротивления в нем очень малы, а расход (в результате отсутствия сжатия) повышен. Рис 7.3
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 550; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.222.67.251 (0.005 с.) |