4.2 Сұйықтықтың саптама арқылы ағуы

Саңылауға жабыстырылған ұзындығы 3-4 см қысқа түтіктерді саптама деп атайды (6.1 сурет). Сыртқы цилиндрлік саптама деп кіру жиегінің дөңгеленуінсіз, ұзындығы 2-6 диаметріне тең қысқа түтікті айтады. Тұрмыста мұндай саптамалар қалың қабырғаны бұрғылап тескенде және кіру жиегін өңдемегенде жиі көрініс табады.

Сурет 1- Саптама түрлері

Пішініне байланысты саптама келесі түрлерге бөлінеді:

1. сыртқы цилиндрлік;

2. ішкі цилиндрлік;

3. конусты кішірейетін;

4. конусты ұлғаятын;

5. конусоидалды.

Сұйықтық ағыншасы саңылаудан ағу кезіндегіндей саптамаға кірерде сығылады, содан соң үлкейеді және шығар кезде бүкіл саптаманы толтырады. Сығылған қимада саптама қабырғасында қысым төмендейді, ал атмосфераға ағу кезінде – вакуум қалыптасады. Бұл ағу режімі үздіксіз режим деп аталады. Вакуум арынға пропорционал:

h_вак 0.75H,

H- саптама алдындағы сұйықтық бағана биіктігі.

Сұйықтықтың саптамадан ағу кезіндегі жылдамдығы мен шығыны жұқа қабырғадағы саңылаудан ағу кезіндегі формулалармен анықталады, бірақ басқа сандық мәндер қолданылады.

Сұйықтықтың саптамадан ағу кезіндегі есептеу теңдеуі

Q- саптама шығыны;

μ - шығын коэффициенті;

S- саптама қима ауданы;

H₀- арын;

v₀-кіру жылдамдығы (v_o²/2g мәнін кіші болған жағдайда есепке алмауға болады, онда Н=Н_о).

Ағыншаның сығылған қимасында төмендеген қысымның немесе вакуумның болуы ондағы арынның ұлғаюына әкеліп соғады. Соның салдарынан осы қимадағы сұйықтық жылдамдығы, қысымының жұқа қабырғадағы саңылаудан ағу кезіндегімен салыстырғанда өседі.

Сыртқы цилиндрлік саптаманың шығын коэффициенті μ=0,82, сонда ағып өту кезіндегі шығын коэффициенті μ=0,60-0,62, яғни саңылауға жабыстырылған ұзындығы 3-4 диаметр қысқа түтіктер шығынның 32% ұлғаюына әкеледі. Сыртқы цилиндрлік саптамалар тұрмыста кеңінен қолданылады. Саптаманың осы түрлері бөгендерде шығарғыш, төселген астындағы түтіктер рөлін атқарады.

Ішкі цилиндрлік саптама

Бұл саптама сыртқыға қарағанда кірерде үлкен кедергіге ұшырайды. Оның коэффициенті μ=0,707, ал қысылу коэффициенті ε=1.

Конус формалы кішірейетін саптама

Бұл саптамада шығын коэффициенті конустың бұрышына байланысты. Осыдан ең үлкен шығын коэффициенті μ=0,94 Q=13º бұрышында пайда болады. Бұндай саптамалар ағыншаның үлкен жылдамдығын береді.

Конус формалы ұлғаятын саптама

Бұл саптама аз шығу жылдамдығын береді, бірақ арынның үлкен шығынына әкеледі. Конустың 5º -тан 7º бұрышында шығын коэффициенті μ=0.5, қысу коэффициенті ε=1. Бұндай саптамалар жолдағы түтіктерде, суару жүйелерінде қолданады.

Конусоидалды саптама

Бұл саптаманың ішкі үстіңгі пішіні саңылаудан ағатын ағыншаның пішініне жақын, гидравликалық кедергі мұнда аз. Осыдан саптаманың шығын коэффициенті μ=0.97-0.98.

1-кесте. Саңылау мен саптама үшін сығылу ε, кедергі ξ, жылдамдық φ, шығын μ коэффициенттерінің мәндері.

Саңылау немесе саптама	μ	φ	ε	ξ
Жұқа қабырғадағы дөңгелек қималы кіші саңылау	0,62	0,97	0,64	0,06
Цилиндрлік саптама: ішкі және сыртқы	0,82 0,707	0,82 0,707	1 1	0,5 1
Конус пішінді саптама: кішірейетін (Q=13˚) және ұлғаятын (Q=5-7˚)	0,45-0,5 0,94	0,45-0,5 0,96	1 0,98	3-4 0,06-0,09
Конусоидалды саптама	0,98	0,98	1	0,04