1. Предмет и методология гидравлики Курс "Гидравлика" включает в себя несколько самостоятельных дис- циплин, которые объединяет такое понятие, как гидравлические и пневмати- ческие системы
жүктеу/скачать 0,71 Mb.
|
Гидр лек
| 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 p1 p2 . 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: жүктеу/скачать 0,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|