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
- Бұл бет үшін навигация:
-
Рис. 52.
Типы насадок Сопло имеет форму свободно сужающейся струи и, благодаря этому, обеспечивает безотрывное течение жидкости внутри насадка и параллельно- струйность в его выходном сечении. При Re > 105: Комбинированный насадок представляет собой комбинацию сопла и диффузора. Приставка диффузора к соплу обеспечивает снижение давления в узком месте насадка, а следовательно, увеличение расхода через него. При том же диаметре узкого сечения, что и у сопла, том же напоре и оптималь- ном угле расходимости стенок конфузора 7 градусов, комбинированный на- садок может обеспечить пропуск расхода в 2,5 раза больше, чем сопло. Од- нако при использовании такого насадка нужно учитывать, что, в случае по- нижения давления в узком сечении до давления насыщенных паров, проис- ходит срыв работы насадка и он начинает работать как сопло. Поэтому, такие насадки применяют при небольших напорах Н < 4м. Истечение жидкости через отверстия и насадки при переменном напоре. Рассмотрим слив жидкости из открытой емкости через отверстие или насадок при следующем ограничении: площадь проходного сечения отвер- стия или насадка мала по сравнению с площадью свободной поверхности жидкости в баке. Практический интерес представляет величина времени сли- ва заданного объема жидкости . Для вывода соответствующей формулы об- ратимся к рис. 53. Выделим в баке элементарный объём dz, который сливается за время d. Дифференциальное уравнение связи между z и временем слива имеет вид dz Qz d .
Рис. 53. Истечение при переменном напоре В этом дифференциальном уравнении Qz = f(z) и при решении необхо-
димо вместо Qz подставить его функцию [ Q w ние принимает вид: ]. При этом уравне- dz w d или, после выражения d в явном виде d dz . w 2 g z В этом уравнении , w, g являются постоянными. Коэффициент расхода в общем случае зависит от z. Однако величина его изменяется незначительно и поэтому будем считать его тоже постоянным. В этом случае решение диффе- ренциального уравнения будет иметь вид: h0 dz h0 d w Окончательно имеем: ,
z h w 2 h . 2 h . (48) w 2 g Время полного опорожнения емкости (до h = 0 ): . (49) Истечение через водосливы Водосливом называется та часть сооружения, преграждающего поток, через которую происходит перелив воды. Область потока перед водосливом называют верхним бьефом, а за ним - нижним бьефом, место перелива поро- гом. В основу классификации водосливов целесообразно положить форму порога (профиль водослива), которая определяет характер движения воды на водосливе. С этой позиции их можно разделить на три группы: 1) водосливы с тонкой стенкой (рис. 54а), у которых толщина стенки не влияет на форму струи (самые простые, используются для создания небольших водохрани- лищ); 2) водосливы с широким порогом (рис. 54б), у которых на пороге в оп- ределенных сечениях поток приобретает характер параллельно струйного те- чения; 3) водосливы практического профиля (рис. 54в), соответствующего профилю свободной струи (используются для аварийного сброса воды на вы- сотных плотинах).
Рис. 54. Классификация водосливов по форме порога (профилю водослива): а) водосливы с тонкой стенкой, б) водосливы с широкий порогом, в) водосливы практического профиля Каждая из этих групп водосливов в свою очередь может быть разделе- на на подгруппы по следующим общим признакам: а) по расположению по- рога в плане (прямые (рис. 55а), косые (рис. 55б), боковые (рис. 55в), криво- линейные (рис. 55г)); б) по условиям подхода потока к водосливу (без боко- вого сужения струи и с ее боковым сужением); в) по влиянию нижнего бьефа на расход (неподтопленные, если влияния нет, и подтопленные, если влияние имеет место). Рис. 55. Классификация водосливов по расположению порогов в плане: а) прямой; б) косой; в) боковой; г) криволинейный Наиболее часто встречаются прямые водосливы с прямоугольным вы- резом. Именно такие водосливы мы и рассмотрим. Из других типов рассмот- рим только водослив с тонкой стенкой с вырезом в виде угла, поскольку та- кой водослив часто используется как расходомер. Гидравлический расчет водосливов основывается на базовом уравне- нии, представляющем собой соотношение между расходом потока Q, пара- метрами водослива (рис. 56) (ширина выреза b; ширина русла B, по которому вода подводится к водосливу; высота порога со стороны верхнего бьефа Св; высота порога со стороны нижнего бьефа Сн), параметрами потока (превы- шение отметки потока в верхнем бьефе над отметкой порога Н; превышение отметки потока в нижнем бьефе над отметкой порога hn и величинами, харак- теризующими инерцию и весомость воды (плотность и удельный вес = g).
Рис. 56. Водослив с широким порогом В гидравлике принято базовое уравнение представлять в виде, удобном для определения расхода, т.е. в виде зависимости жүктеу/скачать 0,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|