Дослідження витікання рідини з малих отворів і насадки за постійного і змінного напорів

МЕТА РОБОТИ: визначення коефіцієнтів витрати при витіканні через малий отвір і насадку за постійного і змінного напорів, а також дослідження тривалості витікання рідини через малий отвір і насадку за змінного напору.

Загальні відомості

Витрата Q при витіканні рідини через малі отвори і насадки при постійному напорі визначається за формулою

, (7.1)

де  - коефіцієнт витрати;

 - площа отвору, або насалки, м²;

Н – повний напір над центром ваги отвору, м.

Коефіцієнт витрати  визначається через коефіцієнт стиску 

, (7.2)

і коефіцієнт швидкості 

, (7.3)

де  - сума коефіцієнтів опору на шляху руху рідини від резервуара до стиснутого перетину.

Коефіцієнт стиску  для отворів в тонкій стінці визначається за формулою

, (7.4)

де _с – площа стиснутої струмини після виходу її з отвору, м².

При витіканні рідини через отвір або насадку із резервуара з постійною площею поперечного перетину  і відсутності притоку, визначають тривалість спорожнення t від початкового рівня, що відповідає напору Н₁ до рівня, що відповідає напору Н₂ за формулою

, (7.5)

де t – тривалість витікання, с;

 - площа поперечного перетину резервуара, м²;

Н₁, Н₂ – початковий і кінцевий напори, м;

ЗАВДАННЯ

1. Визначити витрату рідини через отвір і циліндричну насадку за постійного напору об'ємним способом.

2. Визначити коефіцієнти витрати отвору і циліндричної насадки.

3. Визначити експериментальним і розрахунковим шляхом тривалості витікання рідини через отвір і насадку за змінного напору.

4. Проаналізувати і оцінити отримані результати.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ І КОНТРОЛЮ

1. Що розуміють під тонкостінним отвором?

2. Що розуміють під товстостінним отвором?

3. Які отвори називають малими, а які великими? Від чого це залежить?

4. Що розуміють під насадкою?

5. Як визначити витрату рідини через тонкостінний отвір і насадку?

6. Що таке коефіцієнт витрати і як його визначити?

7. Що таке коефіцієнт стиску і як його визначити?

8. Що таке досконалий (недосконалий) стиск струминки?

9. Що таке швидкісний коефіцієнт і як його визначити?

10. Чому під час витікання через насадку витрата буде більшою порівняно з отвором?

Таблиця 7.1 - Визначення витрати води об'ємним способом

Показник	Позначення або формула	Одиниці виміру	Круглий тонкостінний отвір	Циліндрична насадка
1. Об`єм води у вимірювальному баку	Wп	л
		м3
2. Тривалість заповнення вимірювального бака	tп	с
3. Витрата води, визначена об’ємним способом	Q = Wп/tп	л/с
		м3/с

Таблиця 7.2 - Визначення коефіцієнта витрати 

Показник	Позначення або формула	Одиниці виміру	Круглий тонкостінний отвір	Циліндрична насадка
1.Діаметр отвору	d	м	0.0093
2.Напір над центром отвору	h	м	1.25
3.Площа поперечного перерізу		м2
4.Витрата води, визначена об’ємним способом	Q	м3/с
5.Коефіцієнт витрати		-

Таблиця 7.3 - Визначення тривалості витікання рідини за змінного напору

Показник		Позначення або формула	Одиниці виміру	Круглий тонкостінний отвір	Циліндрична насадка
1.Площа поперечного перерізу резервуару			м2	0.351
Напір над центром отвору	2.Початок витікання	H1	м
	3.Завершення витікання	H2	м
4.Тривалість витікання експериментальна		t	с
5.Тривалість витікання розрахункова		2(Н1-Н2) tp = ------------------------- 2g	с

Таблиця7.4 – Табличні значення коефіцієнтів

Показник	Позначення або формула	Одиниці виміру	Круглий тонкостінний отвір	Циліндрична насадка
1.Коефіцієнт витрати	т	-	0,62	0,82
2.Швидкісний коефіцієнт	т	-	0,97	0,82
3.Коефіцієнт стиску	т	-	0,64	1,00

Загальні висновки з роботи

Робота виконана _______________ ________________

^{(Дата) (Підпис)}

Робота здана ____________ _____________ ________________

^{(Дата) (Оцінка) (Підпис)}

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8