3. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ МАЛЫЕ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ

3.1. Исследование истечения жидкости через отверстие и насадки при постоянном напоре

Св тонкой стенке разл чные типы насадков при постоянном напоре и сравнить опытные данные.

Цель работы:

1. Определить время истечения жидкости через малое отверстие

2. Выч сл ть объёмным путём расход при истечении жидкости через малое отверст е в тонкой стенке и различные типы насадков при постоянном напоре и сравнить полученные данные.

3. Выч сл ть коэффициент расхода и коэффициент скорости для малого отверст я в тонкой стенке и различных типов насадков и

«Виртуальный практ кум» для изучения истечения жидкости через отверстие и насадки приАпостоянном напоре (схема приведена на рис. 23).

Установка представляет со ой напорный бак 1, в боковой грани которого создано малое отверстие круглого сечения. В ходе лабораторной работы к этому отверстию присоединяются три типа насадков:

- внешний цилиндрический;Д - конически-расходящийся; - конически-сходящийся.

Мерный бачок 2 и секундомер 8 предназначены для определения расхода воды объёмным путём. По координатному планшету 4

1.В окне компьютерной программы «СодержаниеИпрактикума» (см. рис. 8) выбрать «РАЗДЕЛ 1 (Прикладная гидромеханика)» и нажать клавишу Enter на клавиатуре компьютера.

2.В открывшемся окне «Перечень лабораторных работ» выбрать лабораторную работу «Истечение жидкости через малые отверстия и насадки» (см. рис. 9) и войти в тему нажатием клавиши Enter на клавиатуре компьютера.

44

Си б

Рис. 23. Схема установкиАдля изучения истечения жидкости через отверстие и насадкиДпри постоянном напоре:

1 – напорный бак; 2 – мерный бачок; 3 – водомерное стекло; 4 – координатный планшет; 5 – струя истечения жидкости; 6 – пьезометр;

7 – индикатор напора; 8 – секундомер; 9 – окно диалога

3. В открывшемся окне выбрать оператор компьютерной программы «Указания по выполнению работы» (Исм. рис.10) и войти в него, нажав на клавишу Enter на клавиатуре компьютера.

4. В открывшемся окне меню выбрать оператор «Настройка экспериментальной установки» (см. рис. 11) и войти в него (Enter) на клавиатуре компьютера.

5. В открывшемся окне (рис. 24) курсором выбрать тип насадка (для выбора малого отверстия необходимо курсор подвести к позиции «Вернуться в исходное меню») и нажать клавишу Enter на клавиатуре компьютера.

6. Для возвращения в предыдущее окно (см. рис. 11) нажать клавишу Enter на клавиатуре компьютера.

45

лога», наполн ть установку водой до уровня, указанного преподава-

телем (р с. 25). А Д И

Рис. 25. Фрагмент 2 экрана компьютерной версии «Виртуальный практикум» для исследования истечения жидкости через отверстие и насадки при постоянном напоре

46

8. Следуя указаниям «окна диалога», для пуска струи и измерения расхода на клавиатуре компьютера нажать клавишу Q.

9. нять с экрана компьютера (рис. 26) показатели: d – диаметр отверстия (выходного сечения насадка); H – напор (с индикатора напора); W – объём жидкости в мерном бачке; t – время наполнения мерного бачка; l – длину полета струи.

СибАДИРис. 26. Фрагмент 3 экрана компьютерной версии «Виртуальный практикум» для исследования истечения жидкости через

отверстие и насадки при постоянном напоре

10. Для смены типа насадка на клавиатуре компьютера нажать клавишу E.

11. В появившемся окне выбрать оператор компьютерной программы «Указания по выполнению работы» (см. рис.10) войти в него, нажав на клавишу Enter на клавиатуре компьютера.

12.В открывшемся окне меню выбрать оператор «Настройка экспериментальной установки» (см. рис. 11) и войти в него, нажав на клавишу Enter на клавиатуре компьютера.

13.В открывшемся окне (см. рис. 24) курсором выбрать отверстие или другой тип насадка и повторить эксперимент.

47

Лабораторная работа считается законченной при выполнении четырёх опытов:

- для круглого отверстия; - для внешнего цилиндрического насадка;

- для конически-сходящегося насадка; -для конически-расходящегося насадка. Все опытные данные занести в табл. 10.

Обработка опытных данных

Отверст е сч тается малым, если его диаметр d не превышает одну десятую геометр ческого напора H, т.е. d ≤ 0,1H.

Малое отверст е считается в тонкой стенке, если толщина стенки меньше трёх д аметров отверстия.

Насадком называется короткий патрубок, присоединённый к малому отверст ю в тонкой стенке, длина которого от 3,5 до 7 диаметров выходного отверстия.

Расход ж дкости при истечении через отверстие и насадок

где ω – площадь выходного сечения; H0 – действующий напор представляет собой сумму геометрического напора H и разности значений пьезометрического напора на свободной поверхности в резервуаре и в центре выходного сечения струи; μ – коэффициент расхода отверстия или насадка зависит от условий сжатия (учитывает местные потери напора и степень сжатия потока) и определяется по формуле

потока равен отношению площади в сжатом сечении на выходе из

Более глубокое представление об истечении жидкости из отверстия и насадков можно получить из видеоролика, когда-то созданного студией «Леннаучфильм» на базе лаборатории гидравлики Московского института водного хозяйства им. В. Р. Вильямса.

Для воспроизведения видео нажмите на кнопку

48

1. Определить опытное значение расхода воды Qоп объёмным

ε – коэффициент сжатия струи (прил. 3);

49