Обработка экспериментальных данных

Так как во время опыта уровень воды в баке меняется, имеем неустановившееся истечение, при этом время истечения определенного объема находится по формуле

где Н₁ и Н₂ – начальный и конечный уровни (напоры), м; S – площадь поперечного сечения бака, м².

Из вышестоящей формулы находим коэффициент расхода

где - постоянная величина для данной конструкции.

Для каждого типа насадки и отверстия определяем среднее значение коэффициента расхода и сравниваем с данными таблицы 8.

Значение коэффициента расхода

Табл. 8

Круглое отверстие	0,62
Внешний цилиндрический насадок	0,82
Конический расходящийся насадок (диффузор)	0,45 – 0,50
Конический сходящийся насадок (конфузор)	0,89

Табл. 9

Форма отверстия или тип насадки	Номера опытов	размеры		Уровень воды Н, м		µ		µф		Отклонение от теоретического %
		d, м	ω, м2

Контрольные вопросы

1. Что такое коэффициент расхода?

2. Что учитывается коэффициентом расхода?

3. Каковы особенности истечения жидкости через отверстие в тонкой стенке?

4. Каковы особенности истечения через насадки?

5. Чем обусловлена разница в значениях коэффициентов расхода отверстия и насадков разных типов?

6. В каких случаях используют диффузорные и конфузорные насадки?

Лабораторная работа 8

Определение коэффициентов расхода при установившемся истечении жидкости из отверстий и насадков.

Цель работы - определение коэффициентов расхода для круглого отверстия в тонкой стенке, цилиндрического, сходящегося и расходящегося конических насадков; сравнение полученных значений коэффициентов рас­хода с табличными.

Теоретические сведения

При истечении жидкости через отверстия и насадки, используя уравнение Бернулли, можно получить формулы для скорости и расхода:

где Н – напор над центром отверстия или насадка, м; ω – площадь выходного сечения отверстия или насадка, м²; φ – коэффициент скорости; µ - коэффициент расхода.

При движении жидкости внутри цилиндрического насадка, как и при истечении через малое отверстие в тонкой стенке, струя вначале несколько сжимается, а в дальнейшем постепенно расширяется, т.е. у выхода насадок работает полным сечением. Так как в сжатом сече­нии струи скорость больше, чем на выходе из насадка, то согласно уравнению Бернулли давление в сжатом сечении меньше атмосферного, т.е. в сжатом сечении струи образуется вакуум. Образование вакуу­ма внутри насадка способствует дополнительному подсасыванию жид­кости из резервуара, поэтому при одинаковом напоре пропускная спо­собность насадка больше, чем отверстия.

В коническом расходящемся насадке (диффузоре), благодаря большому оросительному сжатию струи внутри насадка, образуется вакуум значительно больший, чем во внешнем цилиндрическом насадке. Это приводит к увеличению коэффициента расхода диффузора по срав­нению с цилиндрическим насадком, поэтому их используют там, где необходимо достичь значительного всасывающего эффекта (инжекторах, эжекторах и других аналогичных устройствах). .Кроме того, конические расходящиеся насадки целесообразно применять там, где при заданном напоре нужно увеличить расход и в то же время уменьшить скорость истечения жидкости (например, желая избежать размыва грунта). Форму расходящихся насадков имеют трубы под насыпями дорог, расходящиеся насадки применяют для замедления подачи смазочных веществ.

В коническом сходящемся насадке (конфузоре) величина образо­вавшегося вакуума меньше, чем в диффузоре и поэтому расход жидкости значительно меньше.

Конически сходящиеся насадки применяют в тех случаях, когда при данном напоре нужно получить большую скорость истечения, уве­личить дальность полета струи и силу ее удара (например, в пожар­ных брандспойтах, в гидромониторах при гидромеханизации и т.п.).