ТОП 10:

Риc. 8.3. Схема истечения жидкости через большое прямоугольное отверстие



 

Насадками называются короткие патрубки различных форм, через которые происходит истечение жидкости. Обычно длина насадка l =(З¸8)d. Насадки разных типов показаны на рис. 8.4 —внешний цилиндрический, б —внутренний цилиндрический, в —конический сходящийся, г — конический расходящийся, д — коноидальный). В не­которых случаях (при малых геометрических размерах отверстий) в качестве насадка может выступать и толстая стенка. Насадки имеют различные характеристики истечения. Коэффициенты истечения для насадков, так же как и для отверстий, зависят от числа Рейнольдса. В табл. 7.1 приведены эти значения для Re > 105. Для всех насадков коэффициенты e, j и m относятся к выходным сечениям.

При истечении из цилиндрического насадка в атмосферу 2 = Ра) в сжатом сечении струи (рис. 8.5, х - х) образуется вакуум, равный

 

pв = pа – px = 2j2 rg H0 (1 - ex) / ex , (8.14)

где ex - коэффициент внутреннего сжатия струи в насадке, т.е.

ex = sx/s0 . (8.15)

 

Для нормальной работы насадка необходимо, чтобы давление в сече­нии х х было выше, чем давление насыщенного пара при данной тем­пературе, т.е., px >pп , или рв< ра – рп.

Напор, при котором давление в сжатом сечении становится равным давлению насыщенного пара, называется предельным напором:

(8.16)

Для цилиндрического насадка при eх = 0,64 и j = 0,82 Hпр = ( ра – рп) / (0,75rg).

Когда напор становится равным предельному, наступает явление кавитации и происходит срыв работы насадка, т.е. суженная струя в дальнейшем не заполняет насадка, а протекает, не касаясь его стенок.

 

Рис. 8.4. Типы насадков:

а - внешний цилиндрический; б - внутренний цилиндрический; в - конический сходящийся; г - конический расходящийся; д – коноидальный.

 

Расход при этом резко падает. Для нормальной работы насадка необхо­димо, чтобы выполнялось условие H0 <Hпр .

Если же жидкость течет по трубопроводу длиной l и диаметром d под действием напора H0, то скорость и расход можно подсчитать по формулам (8.2) и (8.6), где

 

(8.17)

 

Здесь l - коэффициент гидравлического сопротивления; z - коэф­фициент местных потерь.

 

Рис. 8.5. Схема истечения жидкости из наружного цилиндрического насадка (х - х - сжатое сечение струи)

Таблица 7.1.

 

Отверстие или насадок e j m
Круглое отверстие в тонкой стенке Внешний цилиндрический насадок Внутренний цилиндрический насадок Конический сходящийся насадок (q =13°24') Конический расходящийся насадок (q = 8°) Коноидальный насадок 0,62 1 1 0,98     0,97 0,82 0,71 0,97   0,45   0,98 0,60 0,82 0,71 0,95   0,45   0,98  

В этом случае m называется коэффициентом расхода сис­темы.

При истечении жидкости из резервуара через отверстия и насадки при снижающемся уровне (без одновременного притока) расход приб­лиженно определяется по формуле

 

(8.18)

где m — коэффициент расхода; при развитом турбулентном движении его считают постоянным для всего периода истечения; s0 — выходная площадь сечения отверстия, насадка или сливного устройства; z — пе­ременный уровень в резервуаре при условии, что P1=P2= Pа(рис. 8.6) .

Рис. 8.6. Схема истечения жидкости из резервуара при переменном уровне

 

Если площадь сечения резервуара Sp переменна по высоте, то время снижения уровня от Н1 до Н2 можно найти из соотношения

 

(8.19)

Для цилиндрического резервуара (SP = const)

(8.20)

Время полного опорожнения горизонтальной цилиндрической цис­терны, в начальный момент доверху заполненной жидкостью, опреде­ляется по формуле

(8.21)

где L - длина цистерны; D - ее внутренний диаметр,

Вопросы по теме 8.

 

1. В каком случае отверстие в стенке бака, из которого происходит истечение, называется малым?

2. Как определяются коэффициенты истечения (сжатия струи, скорости, расхода) ?

3. Как найти среднюю скорость в сжатом сечении струи и расход при истечении жидкости через малое отверстие при постоянном напоре?

4. Как определяется расход жидкости при истечении через затоплен­ное отверстие?

5. Что называется насадками?

6. Каковы простейшие типы насадков и их характеристики?

7. Какое давление возникает внутри цилиндрического насадка при истечении в атмосферу? Каково условие нормальной работы насадка?

8. Как найти время полного опорожнения вертикального цилиндри­ческого резервуара?

 







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.15.246 (0.017 с.)