ггд-6

Лабораторная работа №6

Изучение силового воздействия незатопленной струи на механическую преграду.

1. Цель работы

Целью работы является экспериментальная иллюстрация силового воздействия незатопленной струи на механическую преграду в трех режимах развития свободной струи.

2. Краткие теоретические сведения

В гидродинамике выделяют 3 стадии развития свободной струи (рис.1):

Рис.1.Свободная незатопленная струя

Компактная (монолитная) стадия начинается возле отверстия, через которое истекает жидкость, и продолжается на некотором расстоянии от него. Обычно это расстояние составляет от нескольких сантиметров до метра с небольшим и зависит от множества условий, среди которых не только скорость истечения и вызвавший её перепад давлений, но и вязкость жидкости, сила её поверхностного натяжения, а также сопротивление внешней среды (воздуха). На протяжении компактной части струя сохраняет свой средний диаметр практически неизменным.

Раздробленная стадия характеризуется началом разделения струи на отдельные очень мелкие капли, однако они не разлетаются далеко, а продолжают «сопровождать» ядро струи. При этом значительная часть струи остаётся компактной и сохраняет монолитность, но по мере удаления от начала струи кажется, что ядро струи слегка сужается. Длина раздробленной части обычно примерно равна или несколько меньше длины компактной части струи.

На распылённой (капельной) стадии струя уже представляет собой расширяющийся поток отдельно летящих капель — в центре более крупных, по краям более мелких. Постепенно под действием воздуха крупные капли дробятся до тех пор, пока силы поверхностного натяжения не смогут компенсировать разрывающее воздействие скоростного напора воздуха.

3. Описание лабораторной установки

В лабораторную установку входят: Модуль «Механическая преграда», сопло (диаметром выходного сечения 1мм), насос H1, расходомер.

4. Задания и порядок выполнения работы

Наглядно определить силовое воздействие свободной незатопленной струи в трех ее состояниях, используя для этого насадки (сопла) определенных типов для каждого состояния струи. Угол отклонения определяется при помощи шкалы, установленной на передвигающейся шторке

Порядок выполнения работы

Для модуля «Механическая преграда» необходимо соблюдать следующий порядок (см.приложение 1):

1. Включить насос HI, открыть вентиль В4 и ВЗ.

2. Изменять положение шторки, вращая ручку модуля.

3. Провести обработку полученных результатов.

4. Закрыть вентиль В4, выключить насос H1.

Контрольные вопросы:

1. В чем заключаются особенности стадий развития свободной струи?

2. Как влияет изменение положения механической преграды на формирование стадий развития незатопленной струи?

3. Что такое сжатое сечение струи?

4. Как влияет тип сжатия струи на величину расхода жидкости, вытекающей ив отверстия?

5. Выведите формулы скорости и расхода для малого отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре для случая незатопленной струи.