8. Истечение жидкости через отверстия и насадки.

О тверстием в «тонкой стенке» называется канал, длина которого настолько мала, что вязкое трение в нем практически отсутствует, струя соприкасается со стенкой лишь по острой входной кромке. В результате криволинейного движения частиц жидкости, подходящих к отверстию, струя испытывает сжатие поперечного сечения. Мкс сжатие наблюдается на 0.5-1 от диаметра сечения трубы. D_c=0.8 диаметра отверстия. Коэффициент сжатия струи представляет отношение площади сжатого сечения к площади сечения отверстия насадки E_S=S_C/S.

.

Цилиндрический насадок представляет собой патрубок длинной l=3-4 от d,присоединенный к отверстию в стенке резервуара. Аналогично на начальном участке насадка происходит сжатие потока и увеличение скорости, однако в дальнейшем жидкость заполняет все сечение насадка и скорость уменьшается. Т.о. на выходе из насадка S_C=S и коэф сжатия равен 1. Расчет аналогичны предыдущим.

9. Поверхность равного давления.

.

Рассмотрим поверхность равного давления. Для этого случая , поскольку , тогда в качестве общего уравнения поверхности равного давления в декартовой системе координат получим:

.

Некоторые свойства поверхности равного давления:

– две поверхности уровня не пересекаются (для одной поверхности , для другой – , в точке их пересечения было бы , а это не так);

– внешние массовые силы направлены нормально к поверхности уровня (доказательство от обратного).

Свободная поверхность – поверхность, граничащая с газовой средой – является одной из поверхностей равного давления. Поверхность равного давления относительно Земли представляет собой семейство горизонтальных плоскостей:

, т.е.

10. Принцип наложения гидравлических потерь. Метод эквивалентных длин.

При движении жидкости в аппаратах и трубопроводах возникают потери энергии, связанные с вязкостью жидкости (ламинарный режим) и с вихреобразованиями, перемешиванием определенных её объемов (турбулентный режим), а также потери энергии, обусловленные резким изменением конфигурации потока (резкое изменение живого сечения потока и направления потока). Потери первого типа связывают с длиной участка аппарата или трубопровода и называют их гидравлическими потерями по длине и обозначают как , второго типа – местными потерями и обозначают как . Для удобства (упрощения) расчетов считают их независимыми друг от друга и для определения общей потери напора их арифметически суммируют:

По физическому смыслу представляет собой удельную работу сил сопротивления. Потеря напора по длине струйки увеличивается в общем случае непропорционально длине. Количественно зависит от физической природы жидкости. В вязкой жидкости энергия по длине элементарной струйки уменьшается, переходя в результате трения в тепловую.

Движение реальной жидкости ввиду её вязкости сопровождается затратой части энергии на преодоление трения.

Это обстоятельство можно учесть, введя дополнительный член в уравнение Бернулли: где – потеря напора жидкости между сечениями 1–2 элементарной струйки.

Смоченный периметр  – часть периметра живого сечения потока, на котором жидкость соприкасается со стенкой.

Гидравлический радиус определяется как отношение живого сечения потока к смоченному периметру в этом сечении:

Эквивалентный диаметр :

Эквивалентный диаметр является важнейшим линейным параметром живого сечения потока. Например, при определении режима течения потока жидкости критерий Рейнольдса определяется с помощью .