Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке при переменном напоре.
Истечение жидкости из малого отверстия в тонкой стенке при переменном напоре происходит в условиях неустановившегося движения, когда параметры движения изменяются во времени. В таких случаях для определения скорости истечения и других характеристик используют приближённые методы, основанные на законах квазиустановившегося движения.
Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре
Рассмотрим
опорожнение открытого в атмосферу
сосуда произвольной формы через данное
отверстие с коэффициентом расхода μ.
В этом случае истечение будет происходить
при переменном постепенно уменьшающемся
напоре , т.е. процесс истечения будет
н
естационарным
( неустановившимся) .
dh – изменение уровня жидкости в сосуде за dt .
Интеграл может быть решен если известен закон изменения площади по высоте.
Для сосуда цилиндрической формы S=const.
Истечение жидкости через цилиндрический насадок. Насадки различного типа. Истечение жидкости через насадки
Насадком называется короткая трубка, соединенная с емкостью или трубопроводом и предназначенная для изменения параметров истечения, т.е. скорости истечения и расхода. Длина насадка обычно равна 3 – 4 его диаметрам. При истечении в газовую среду насадок будет называться незатопленным.
В практике применяют насадки различных конструкций (рис. 18.): цилиндрические, конические и коноидальные.
Рис.18 Основные типы насадков:
а– цилиндрический внешний; б – цилиндрический внутренний; в – цилиндрический сходящийся; г – конический расходящийся: д – коноидальный
Цилиндрические насадки применяют двух типов: внешние (насадок Вентури) и внутренние. Для внутреннего насадка расход жидкости несколько меньше, чем для внешнего. Это объясняется большими потерями напора в местном сопротивлении в связи с худшими условиями подхода жидкости к насадку. Цилиндрические насадки применяются, например, в дамбах и плотинах. Кроме того отверстия в толстой стенке фактически являются цилиндрическим насадком, например пропускные отверстия в поршне гидравлического амортизатора.
Конические насадки применяются двух типов: сходящиеся и расходящиеся. Сходящиеся насадки применяются при необходимости получить высокие скорости истечения жидкости, например, сопла турбин, пожарные наконечники и др. Расходящиеся насадки применяются для уменьшения скорости истечения жидкости (например, в дождевальных аппаратах, трубах под насыпями и др.).
Коноидальные насадки или сопла выполняются по форме вытекающей струи. Потери напора в насадке будут минимальными, а расход жидкости – максимальным. Это весьма распространенный тип насадка, так как он имеет коэффициент расхода, близкий к единице и очень малые потери (коэффициент сжатия e= 1), а также устойчивый режим течения без кавитации.
Иногда применяют комбинацию сопла и диффузора (конического расходящегося насадка). Приставка диффузора к соплу влечет за собой снижение давления в узком месте насадка, а следовательно, увеличение скорости расхода жидкости через него. Поэтому при том же диаметре узкого сечения, что и сопла, и том же напоре такой диффузорный насадок может дать значительно больший расход (увеличение до 2,5 раза), чем сопло.Однако такой насадок можно использовать только при небольших напорах: H = 1-4 м, так как иначе в узком месте насадка возникает кавитация.