7.2. Истечение жидкости через насадки при постоянном напоре

Насадок — это короткая трубка длиной присоединённая к отверстию того же диаметра (рисунок 63).

Рис.63 Истечение через насадок внешний цилиндрический

Рис. 64 а, б, в,г, –, конический расходящийся, конически сходящийся, коноидальный, внутренний цилиндрический.

Формулы для расчета скорости истечения через насадки и расхода — те же, что и при истечении через малое отверстие в тонкой стенке:

Значения коэффициентов , , ,  для круглого отверстия в тонкой стенке и для насадков различных типов приведены в таблице 4

Таблица 4 — Значения коэффициентов , , ,  для круглого отверстия в тонкой стенке и для насадков различных типов

Тип отверстия или насадка				
Круглое отверстие в тонкой стенке	0,97	0,64	0,62	0,06
Внешний цилиндрический насадок	0,82	1	0,82	0,50
Внутренний цилиндрический насадок	0,71	1	0,71	1,0
Коноидальный насадок	0,98	1	0,98	0,06
Конический сходящийся насадок	0,96	0,98	0,94	0,09
Конический расходящийся насадок	0,45	1	0,45	3,94

Рассмотрим истечение жидкости, например, через внешний цилиндрический насадок (рисунок 63).

Струя, попадая в насадок, встречает на своём пути отверстие и сжимается, то есть сжатое сечение находится внутри насадка, и жидкость покидает насадок полным сечением, без сжатия, потому коэффициент сжатия для насадков

тогда коэффициент расхода для насадков

—

коэффициенты скорости истечения и расхода для насадков одинаковы.

Уравнение Бернулли для сечений 1 — 1 и 2 — 2 (потери напора не учитываем):

(83)

Если плоскость сравнения проходит по оси насадка, то z₁ = z₂. Тогда уравнение (81) принимает вид

(84)

Из уравнения расхода

следует, что так как S₁ < S₂, то ₁ > ₂, тогда из уравнения (84) следует, что должно выполняться неравенство

—

то есть внутри насадка давление меньше атмосферного — внутри насадков образуется вакуум, который оказывает подсасывающее действие, поэтому расход через насадок больше, чем через отверстие того же диаметра. Например, сравним расход жидкости через внешний цилиндрический насадок и через круглое отверстие в тонкой стенке:

(85)

Сравнение производим при одинаковых условиях истечения, то есть S_нас = S_отв и Н_нас = Н_отв, тогда равенство (85) принимает вид:

То есть на 32 % расход через внешний цилиндрический насадок за счёт подсасывающего действия вакуума больше, чем через отверстие того же диаметра.