1. Предмет и методология гидравлики Курс "Гидравлика" включает в себя несколько самостоятельных дис- циплин, которые объединяет такое понятие, как гидравлические и пневмати- ческие системы



бет29/42
Дата24.12.2021
өлшемі0,71 Mb.
#128499
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   42
Байланысты:
Гидр лек

w

, после замены wc



=  w получаем окончательный

вид формулы для расхода:


Q   w

. (47)

Величина  называется коэффициентом расхода.

Полученные формулы для расчета скорости истечения жидкости и рас- хода применимы также при истечении струи под уровень жидкости (рис. 46), но напор в этом случае нужно определять по формуле:




Рис. 46. Истечение жидкости под уровень


H h1

h2



p1p2 .

g

Приведенные формулы для Q и V являются общими, пригодными для установившегося истечения разных жидкостей через отверстия и насадки разных форм. Учет влияния конкретных условий истечения должен осущест- вляться за счет соответствующих значений безразмерных коэффициентов 

 .. Данные о величине этих коэффициентов определены экспериментально и приведены в справочной литературе.



Истечение через отверстие с острой кромкой

Истечение считается происходящим через отверстие с острой кромкой, если S < 2d и входная кромка не имеет закругления или фаски (рис. 47).



Рис. 47


Истечение из отверстия с острой кромкой
Для истечения через отверстие с острой кромкой характерны два мо- мента: 1.Значительное сжатие струи; 2. Малая величина потери напора.

Сужение струи возникает из-за проявления свойства инерции жидко- сти. Подтекающие вдоль стенок частицы жидкости могут изменить направ- ление своего движения на угол 900 только двигаясь по некоторой кривой. Различают сужение струи полное и неполное, совершенное и несовершенное. Неполное сужение имеет место в том случае, если отверстие расположено у стенки (рис. 48). Полное сужение струи может быть совершенным и несо- вершенным. Несовершенным считается сжатие струи вытекающей из отвер-



стия расположенного близко к стенке (см. рис. 48). Вследствие этого, части- цы жидкости подтекают к отверстию не под прямым углом к оси струи.


Рис. 48


Истечение при несовершенном сжатии
Коэффициенты сжатия , скорости  и расхода  зависят от числа Рей- нольдса (рис. 49), которое при истечении из отверстий и насадок определяет- ся по формуле:
Reu .

Рис. 49.


Из рисунка видно, что при Re>105 влиянием числа Рейнольдса можно пренебречь и при расчетах для случая полного сжатия пользоваться средни- ми значениями:

      

При истечении струи в атмосферу происходят изменения по длине ее структуры и формы поперечного сечения. Структура изменяется следующим образом. На выходе струя компактная, без воздушных включений. Далее она начинает дробиться на отдельные фрагменты (крупные капли), а затем пол- ностью распыляется. Форма сечения от выхода струи из отверстия до ее рас- пыления меняется в зависимости от формы отверстия. Эти изменения назы- вают инверсией струи. На рис. 50 показано как меняется сечение струи по мере удаления от отверстия. Обуславливается это явление в основном дейст- вием сил поверхностного натяжения на вытекающие криволинейные струйки и различными условиями сжатия по периметру отверстия. Инверсия больше всего проявляется при истечении из некруглых отверстий.

Рис. 50. Инверсия струй



Истечение через внешний цилиндрический насадок.

Насадком называется короткая труба длиною L=(2…5)d. Насадки присоединяются к отверстию для увеличения расхода жидкости.

Цилиндрический насадок самый простой по форме проходного сечения (рис. 51). Характер истечения жидкости через него следующий. Струя снача- ла сужается (как при истечении из отверстия), затем расширяется, заполняя всё проходное сечение насадка. При нормальном истечении через цилиндри- ческий насадок и Re > 105 в среднем можно принимать:

        

Рис. 51.


Истечение из цилиндрического насадка
Если сравнивать скорости и расходы в случаях истечения через насадок и отверстие, то получим, что насадок уменьшает скорость на 15% и увеличи- вает расход на 37%. Увеличение расхода обусловлено увеличением скорости в сжатом сечении. Так как с ростом скорости давление падает, то рс
2 (см. рис. 51).Возникает вакуум в сечении С – С и эффект дополнительного подса- сывания жидкости, увеличивающий расход через отверстие, к которому при- соединен насадок.

С возникновением вакуума в сечении С – С связано явление, которое принято называть срывом работы насадка. При неизменном давлении р2, с ростом напора H, давление в сжатом сечении уменьшается (вакуум в сечении С – С растет). При некотором предельном напоре Hпр оно может понизится

до величины давления насыщенных паров рн.п., при котором, как известно, возникает кавитация. Происходит разрыв сплошности потока и струя отры- вается от стенок насадка. Истечение становится таким как в случае, если на- садок отсутствует. Это явление и принято называть срывом работы насадка.

В случае истечения воды при атмосферном давлении и температуре жидко- сти 200С:

Нпр= 12,8м.

При истечении через цилиндрический насадок под уровень при H  Hпр режим истечения не будет отличаться от описанного выше. Но при H  Hпр срыва работы насадка не происходит, а начинается кавитационный режим.



Истечение через конический сходящийся насадок, сопло и комбини- рованный насадок.

Конический сходящийся насадок при Re > 105 (зона независимости от числа Рейнольдса) и оптимальном угле сходимости стенок 13 градусов имеет следующие значения коэффициентов:





Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   42




©engime.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет