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 |
Истечение жидкости через насадки
Насадком называется короткая труба длиной = (3–4) d цилиндрической, конической и коноидальной форм. Присоединение насадка к отверстию в тонкой стенке изменяет вытекающий из сосуда расход и оказывает влияние на время опорожнения сосуда, дальность полета струи и т.д. Аналогичное явление наблюдается при истечении из отверстия в толстой стенке, т.е. когда d = (3–4) d. Характер течения жидкости в различных насадках имеет много общего. Рассмотрим истечения жидкости через внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури) (рис. 4.5). При наличии острой кромки возникает сжатие струи на входе в насадок. Максимальное сжатие образуется на расстоянии от плоскости входа в отверстие, равном 0,5 d. Площадь сжатого сечения потока wс = ew, причем числовое значение коэффициента сжатия зависит от условий входа. В частности, для рассматриваемого случая (круглое отверстие с острой кромкой) приближенно можно принять e = 0,64. После сжатого сечения струя расширяется, заполняя поперечное сечение полностью, выходя из него полным сечением. Рассмотрим соотношение скоростей и давлений в сжатом сечении и на выходе из насадка (см. рис. 4.5). Давление на выходе из насадка равно атмосферному, а скорость – меньше скорости в сжатом сечении. Тогда, согласно уравнению Бернулли, давление в сжатом сечении должно быть меньше атмосферного, т.е. в сжатом сечении образуется вакуум.
Рис. 4.5 Наличие в сжатом сечении вакуума существенно меняет картину истечения. В этом случае жидкость из резервуара изливается в область вакуума, что сопоставимо с увеличением напора и объясняет увеличение
действительного расхода. Для доказательства найдем расчетные зависимости для скорости истечения и расхода жидкости через насадок. Запишем уравнение Бернулли для сечений 1–1 и 2–2. Для следующих условий истечения: 1. Движение жидкости в насадке установившееся. 2. Входная кромка круглого отверстия – острая, что приводит к сжатию струи, коэффициент сжатия . 3. На выходе из насадка струя заполняет все сечение ( =3...4 d), поэтому e = 1. 4. Распределение давления в сечении 2–2 подчиняется гидростатическому закону: . 5. Коэффициент Кориолиса a = 1 (4.23)
Из анализа уравнения (4.23), в соответствии с расчетной схемой, имеем: ; ,
На основе анализа уравнения Бернулли имеем: (4.24) Применяя уравнение расхода для сжатого и выходного сечений и исключая v с из уравнения (4.24), получим ; . Отсюда , (4.25) где – коэффициент скорости. При получим j = 0,82. Общий коэффициент сопротивления для насадка . Определим расход из уравнения неразрывности (расхода): . Учитывая, что , получим . Обозначая и считая, что w2 = w, получим , (4.26)
Так как для насадка e = 1, то m = j = 0,82. Сравнивая коэффициенты расхода и скорости для насадка и отверстия в тонкой стенке, видим, что насадок увеличивает расход и уменьшает скорость истечения. Действительно, для больших значений Rе отношения то есть расход через насадок увеличивается более чем на 35% по сравнению со скоростью истечения из отверстия.
4.5. Зависимость коэффициентов истечения Полученные выше значения коэффициентов истечения для отверстий и насадков различной формы справедливы для условий, когда влияние вязкости жидкости на истечение не проявляет себя в заметной степени. При числе Rе0 > 100000 влияние вязкости можно не учитывать: . (4.27) При Rе0 > 300000 (область, наиболее характерная для истечения из отверстий воды) практически остается неизменным. Вместе с тем, коэффициент истечения зависит от числа Rе при истечении воды и других маловязких жидкостей из отверстий малого диаметра. Кроме того, изменение коэффициента расхода m от числа Рейнольдса необходимо учитывать при определении времени опорожнения сосудов. При малых значениях Rе < 10 время опорожнения определяется по зависимости: . Для определения значений m при применяется эмпирическая формула
, (4.28)
Из графика (рис. 4.6), построенного по формуле (4.28), видно, что при Reн ® ¥ и m ® 0,813, что незначительно отличается от m = 0,82 для цилиндрического насадка.
Рис. 4.6 На графике (см. рис. 4.6) кривая 1 – для истечения из отверстия в тонкой стенке, а кривая 2 – из цилиндрического насадка при . Из графика следует, что при Reн < 1000 применение насадка уменьшает коэффициент расхода по сравнению с истечением из отверстия при одинаковых d.
|
||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-01-08; просмотров: 143; 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 - 18.117.154.220 (0.008 с.) |